JPH05308100A - Wiring method of logic IC circuit - Google Patents
Wiring method of logic IC circuitInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 配線長さを短くして信号遅延や信号減衰を最
小限に抑え、IC回路を高速動作させる。
【構成】 DCFL論理ゲートから構成されるNOR回
路をトランジスタレベルで分割する。分割されたスイッ
チングFET1、3、4、6、電流源FET2、5を、
それらの間の配線距離が所定のIC機能を実現し得る範
囲で最短となるように配置して接続する。
(57) [Abstract] [Purpose] To reduce the signal delay and signal attenuation by shortening the wiring length to operate the IC circuit at high speed. A NOR circuit composed of DCFL logic gates is divided at the transistor level. The divided switching FETs 1, 3, 4, 6 and the current source FETs 2, 5 are
They are arranged and connected so that the wiring distance between them is the shortest in the range where a predetermined IC function can be realized.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は高速論理IC回路の配線
方法に関し、特にDCFL論理ゲートを用いて所定の論
理機能を実現するように設計された論理IC回路の配線
方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wiring method for a high speed logic IC circuit, and more particularly to a wiring method for a logic IC circuit designed to realize a predetermined logic function by using a DCFL logic gate.
【0002】[0002]
【従来の技術】論理IC回路の中でも高速動作に適した
ものとして、GaAsIC回路が知られている。このG
aAsIC回路においては、DCFL(Direct Coupled
FET Logic)論理ゲートが、その論理用基本回路の一つ
として広く使用されている。2. Description of the Related Art Among logic IC circuits, a GaAs IC circuit is known as one suitable for high speed operation. This G
In the aAsIC circuit, DCFL (Direct Coupled
FET Logic) logic gates are widely used as one of the basic circuits for the logic.
【0003】図2(a)にDCFL論理ゲートの一例を
示した。このDCFLゲート回路は、複数(図示した例
では2個)のスイッチングFET9、10と、負荷素子
である1個の電流源FET8を組合せて構成される。こ
のDCFL論理ゲートは、図2(b)に示したようなN
OR回路11に相当する。FIG. 2A shows an example of a DCFL logic gate. This DCFL gate circuit is configured by combining a plurality of (two in the illustrated example) switching FETs 9 and 10 and one current source FET 8 that is a load element. This DCFL logic gate has N as shown in FIG.
It corresponds to the OR circuit 11.
【0004】このDCFL論理ゲートを複数組合せて所
定の論理機能を実現する場合、一般的には論理ゲートの
組合せを理解し易く配置する構成が採られる。即ち、N
OR回路11を1つの基本単位とし、基本単位毎に各基
本単位を構成するFETを近接配置すると共にこれら複
数の基本単位の間を配線で結んでいる。When a plurality of DCFL logic gates are combined to realize a predetermined logic function, a configuration is generally adopted in which the combination of logic gates is arranged so as to be easily understood. That is, N
The OR circuit 11 is used as one basic unit, and the FETs constituting each basic unit are arranged in proximity to each other and the plural basic units are connected by wiring.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが上記のように
論理の組合せをに理解し易く配置した場合には、次のよ
うな問題がある。即ち、例えば図3のように2個のNO
R回路12、13を組合わせてラッチ回路を構成する場
合、ラッチの入力する位置と出力する位置が大きく離れ
たりあるいは基板への組込み時におけるレイアウトの都
合等によって、2つのNOR回路12、13が基板上の
離れた場所に置かれることが生じる。図4はこの場合の
回路構成をトランジスタレベルで示したもので、電流源
FET2とスイッチングFET1、3によりNOR回路
12が、また電流源FET5とスイッチングFET4、
6によりNOR回路13がそれぞれ構成される。スイッ
チングFET7は例えば次段の図示しないNOR回路の
ものである。尚、これらの図において破線は位置的に離
れていることを意味する(以下同じ)。However, when the logic combinations are arranged in an easily understandable manner as described above, there are the following problems. That is, for example, as shown in FIG.
In the case where the R circuits 12 and 13 are combined to form a latch circuit, the two NOR circuits 12 and 13 are separated from each other due to a large difference between the input position of the latch and the output position of the latch or the layout of the NOR circuit 12 and 13 at the time of incorporation into the substrate. It may be placed at a remote location on the substrate. FIG. 4 shows the circuit configuration in this case at a transistor level. The NOR circuit 12 is composed of the current source FET2 and the switching FETs 1 and 3, and the current source FET5 and the switching FET4 are composed of
The NOR circuits 13 are each constituted by 6. The switching FET 7 is, for example, a NOR circuit (not shown) at the next stage. The broken lines in these figures mean that they are separated in position (the same applies hereinafter).
【0006】そしてこのように前段のNOR回路12と
後段のNOR回路13とが離れて配置された際におい
て、図示のように前段のNOR回路12の入力端子の一
方が後段のNOR回路13の出力端子に接続される場合
がある。この場合、NORゲート回路12、13の間に
は配線L1の他に、前段のNOR回路12の入力端子の
一方を後段のNOR回路13の出力端子に接続するため
の距離の長い配線L2を含むため、ラッチ回路ないしI
C回路全体における配線長が非常に長くなってしまう。
そしてこのように総配線長が長いと、ラッチ回路ないし
IC回路内部での配線遅延が大きくなり、これが原因で
回路の高速動作が妨げられるという問題がある。When the NOR circuit 12 at the front stage and the NOR circuit 13 at the rear stage are separated from each other in this manner, one of the input terminals of the NOR circuit 12 at the front stage outputs the output of the NOR circuit 13 at the rear stage as shown in the figure. May be connected to terminals. In this case, in addition to the wiring L1 between the NOR gate circuits 12 and 13, a wiring L2 having a long distance for connecting one of the input terminals of the NOR circuit 12 in the previous stage to the output terminal of the NOR circuit 13 in the subsequent stage is included. Therefore, the latch circuit or I
The wiring length in the entire C circuit becomes very long.
When the total wiring length is long, the wiring delay in the latch circuit or the IC circuit becomes large, which causes a problem that the high-speed operation of the circuit is hindered.
【0007】また、IC回路上における配線幅は通常は
数μm程度である。この配線は分布定数的に見るとCR
の時定数を持つ回路と等価であるから、上記のように配
線長が非常に長い場合、スイッチングトランジスタがO
Nになった場合における配線での放電が大きく、即ち配
線での放電(配線抵抗での放電、配線間や配線層とIC
基板間等の静電容量による放電)による信号減衰量が大
きくなるため、次段への信号伝達がうまく行われず、所
望の回路動作をさせることが困難となる。The wiring width on the IC circuit is usually about several μm. This wiring is CR in terms of distribution constant
Since it is equivalent to a circuit having a time constant of, when the wiring length is very long as described above, the switching transistor is
The discharge in the wiring is large when it becomes N, that is, the discharge in the wiring (discharge by wiring resistance, between wirings or wiring layer and IC
Since the amount of signal attenuation due to the discharge due to the electrostatic capacitance between the substrates and the like becomes large, the signal transmission to the next stage is not performed well, and it becomes difficult to perform the desired circuit operation.
【0008】そして回路の集積化が今後更にすすんで全
体の配線量が多くなり且つ配線幅がより小さくなった場
合、配線抵抗の増大によってスイッチング時間がますま
す長くなり、IC回路における高速動作が妨げられると
いう問題がある。When the circuit integration further progresses and the total wiring amount increases and the wiring width becomes smaller, the switching time becomes longer due to the increase in wiring resistance, which hinders high-speed operation in the IC circuit. There is a problem that
【0009】本発明は、配線長を短くして信号遅延や信
号減衰を最小限に抑え、もって論理IC回路を高速動作
させることが可能な、高速論理IC回路の配線方法を提
供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a wiring method for a high speed logic IC circuit, which can shorten the wiring length to minimize signal delay and signal attenuation and thereby operate the logic IC circuit at high speed. And
【0010】[0010]
【問題点を解決するための手段】本発明の高速論理IC
回路の配線方法は、DCFL論理ゲートを構成するスイ
ッチングトランジスタと負荷素子を、DCFL論理ゲー
ト間の配線距離が所定の論理機能を実現し得る範囲で最
短となるように配置して接続するものである。High-speed logic IC of the present invention
The wiring method of the circuit is to arrange and connect the switching transistor and the load element forming the DCFL logic gate so that the wiring distance between the DCFL logic gates is the shortest in the range where a predetermined logic function can be realized. ..
【0011】また負荷素子は次段DCFL論理ゲートの
スイッチングトランジスタの近傍に配置することが好ま
しい。The load element is preferably arranged near the switching transistor of the next-stage DCFL logic gate.
【0012】[0012]
【作用】上記のようにDCFL論理ゲートを内部素子レ
ベルに分割し、この内部素子レベルにおける論理ゲート
間の配線距離が最短となるようにトランジスタおよび負
荷素子を配置し接続することで、回路における総配線長
を最小限に抑えられる。そしてこの結果、配線遅延およ
び配線抵抗が低減して論理IC回路を高速動作させるこ
とができる。As described above, the DCFL logic gate is divided into internal element levels, and the transistors and load elements are arranged and connected so that the wiring distance between the logic gates at the internal element level is the shortest. The wiring length can be minimized. As a result, wiring delay and wiring resistance are reduced, and the logic IC circuit can be operated at high speed.
【0013】また、負荷素子を次段DCFL論理ゲート
のスイッチングトランジスタの近傍に配置することで、
配線インピーダンスの低下によって信号波形の立上が
り、立ち下がりの急峻化が図れ、これによる回路全体の
高速化が可能となる。Further, by disposing the load element near the switching transistor of the next-stage DCFL logic gate,
The decrease in the wiring impedance makes the rise and fall of the signal waveform steep, which allows the speed of the entire circuit to be increased.
【0014】[0014]
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。本発明の
配線方法によって図3に示したラッチ回路をその総配線
長が最短となるように配線し直した例を図1に示した。
以下にこの手順を述べる。ラッチ回路を構成する2つの
NOR回路12、13は、図4のときと同様に、それぞ
れFET1〜3およびFET4〜6で構成されている。
つまり、NOR回路12は、電流源FET2およびスイ
ッチングFET1,3で構成され、NOR回路13は電
流源FET5およびスイッチングFET4,6で構成さ
れている。ここで、前段のNOR回路12に属し且つそ
のゲート電極が後段のNOR回路13の出力側に接続さ
れているスイッチングFET3に注目する。そしてこの
スイッチングFET3をスイッチイングFET1から分
離し、後段のNOR回路13を構成する一方のスイッチ
ングFET4に近接させて配置するとともに、スイッチ
ングFET4に図1にのように交差接続等して、ラッチ
機能を得るようにする。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. FIG. 1 shows an example of rewiring the latch circuit shown in FIG. 3 by the wiring method of the present invention so that the total wiring length becomes the shortest.
This procedure will be described below. The two NOR circuits 12 and 13 forming the latch circuit are composed of FETs 1 to 3 and FETs 4 to 6, respectively, as in the case of FIG.
That is, the NOR circuit 12 is composed of the current source FET 2 and the switching FETs 1 and 3, and the NOR circuit 13 is composed of the current source FET 5 and the switching FETs 4 and 6. Here, attention is paid to the switching FET 3 that belongs to the NOR circuit 12 at the front stage and has its gate electrode connected to the output side of the NOR circuit 13 at the rear stage. Then, this switching FET 3 is separated from the switching FET 1 and is arranged in close proximity to one switching FET 4 constituting the NOR circuit 13 in the subsequent stage, and the switching FET 4 is cross-connected as shown in FIG. To get it.
【0015】以上のようにスイッチングFET3を配置
を変えて接続することで、図3、4に示した長い配線L
2をなくせ、その分だけ総配線長を短くすることができ
る。そして同様な配置接続変更をすることで、IC回路
全体における総配線長を経験的には20%以上も削減す
ることができる。By connecting the switching FETs 3 in different arrangements as described above, the long wiring L shown in FIGS.
2 can be eliminated, and the total wiring length can be shortened accordingly. Then, by arranging similar arrangements and connections, the total wiring length of the entire IC circuit can be empirically reduced by 20% or more.
【0016】また、NOR回路13を構成する他方のス
イッチングFET6は、次段のスイッチングFET7に
隣接して配置する。更に、NOR回路12の電流源FE
T2はスイッチングFET3,4に、またNOR回路1
3の電流源FET5はスイッチングFET6、7にそれ
ぞれ近接して配置する。電流源FET2、5をこのよう
に配置すれば、配線インピーダンスの低下による回路高
速化が図れる。Further, the other switching FET 6 constituting the NOR circuit 13 is arranged adjacent to the switching FET 7 of the next stage. Further, the current source FE of the NOR circuit 12
T2 is the switching FETs 3 and 4, and the NOR circuit 1
The current source FET 5 of No. 3 is arranged close to the switching FETs 6 and 7, respectively. By arranging the current source FETs 2 and 5 in this way, the circuit speed can be increased due to the reduction in wiring impedance.
【0017】なお、本実施例では、DCFL論理ゲート
の負荷素子として、電流源FETを用いているが、これ
に代えて抵抗を用いてもよい。In this embodiment, the current source FET is used as the load element of the DCFL logic gate, but a resistor may be used instead.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上の通り、本発明の高速論理IC回路
の配線方法によれば、配線長を短くして信号遅延や信号
減衰を最小限に抑えることができる結果、IC回路を高
速動作させることが可能となる。As described above, according to the wiring method for the high-speed logic IC circuit of the present invention, the wiring length can be shortened to minimize the signal delay and the signal attenuation. As a result, the IC circuit can be operated at high speed. It becomes possible.
【図1】本発明の方法によりトランジスタを配置接続し
た例を示した説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example in which transistors are arranged and connected by the method of the present invention.
【図2】(a)はDCFL論理ゲートの説明図、(b)
はDCFL回路をNOR回路により表現した説明図。FIG. 2A is an explanatory diagram of a DCFL logic gate, and FIG.
Is an explanatory diagram in which the DCFL circuit is expressed by a NOR circuit.
【図3】NOR回路によって構成したラッチ回路の説明
図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a latch circuit configured by a NOR circuit.
【図4】ラッチ回路におけるトランジスタの配置を示し
た説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an arrangement of transistors in a latch circuit.
1、3、4、6、7、9、10…スイッチングFET、
2、5、8…電流源FET、11、12、13…NOR
回路。1, 3, 4, 6, 7, 9, 10 ... Switching FET,
2, 5, 8 ... Current source FETs, 11, 12, 13 ... NOR
circuit.
Claims (2)
チングトランジスタとからなる複数のDCFL論理ゲー
トを用いて所定の論理機能を実現する論理IC回路にお
いて、 前記DCFL論理ゲートを構成するスイッチングトラン
ジスタおよび負荷素子を、DCFL論理ゲート間の配線
距離が前記所定の論理機能を実現し得る範囲で最短とな
るように配置して接続することを特徴とする論理IC回
路の配線方法。1. A logic IC circuit for realizing a predetermined logic function by using a plurality of DCFL logic gates each comprising a load element and a switching transistor connected in series to the load element, wherein a switching transistor and a load forming the DCFL logic gate. A wiring method of a logic IC circuit, characterized in that elements are arranged and connected so that a wiring distance between DCFL logic gates is the shortest in a range in which the predetermined logic function can be realized.
トのスイッチングトランジスタの近傍に配置することを
特徴とする請求項1記載の論理IC回路の配線方法。2. The wiring method for a logic IC circuit according to claim 1, wherein the load element is arranged in the vicinity of a switching transistor of a DCFL logic gate at the next stage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4112689A JPH05308100A (en) | 1992-05-01 | 1992-05-01 | Wiring method of logic IC circuit |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP4112689A JPH05308100A (en) | 1992-05-01 | 1992-05-01 | Wiring method of logic IC circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05308100A true JPH05308100A (en) | 1993-11-19 |
Family
ID=14593024
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| JP4112689A Pending JPH05308100A (en) | 1992-05-01 | 1992-05-01 | Wiring method of logic IC circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05308100A (en) |
-
1992
- 1992-05-01 JP JP4112689A patent/JPH05308100A/en active Pending
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