JPH073836B2 - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
Semiconductor integrated circuitInfo
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- JPH073836B2 JPH073836B2 JP60020028A JP2002885A JPH073836B2 JP H073836 B2 JPH073836 B2 JP H073836B2 JP 60020028 A JP60020028 A JP 60020028A JP 2002885 A JP2002885 A JP 2002885A JP H073836 B2 JPH073836 B2 JP H073836B2
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- circuit block
- block
- input
- wiring group
- circuit
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D89/00—Aspects of integrated devices not covered by groups H10D84/00 - H10D88/00
- H10D89/10—Integrated device layouts
Landscapes
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はチツプの機能がプログラマブルな半導体集積回
路に関する。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor integrated circuit having a programmable chip function.
近年、少量多品種の要求に伴ない次の様なLSIが出現し
ている。In recent years, the following LSIs have emerged in response to the demand for a large number of small quantities.
(1)標準セル方式 LSI内に使用される基本的な論理機能を有する回路ブロ
ックを予め計算機に登録しておき、計算機の自動処理に
より、これらの回路ブロツクを配置・配線し、所望の最
終製品を得る。(1) Standard cell method The circuit block having the basic logic function used in the LSI is registered in the computer in advance, and these circuit blocks are arranged and wired by the automatic processing of the computer to obtain the desired final product. To get
(2)ゲートアレイ方式 論理ゲートを構成する基本回路を予めウエハー上にアレ
イ状に配置しておき、この上に標準セル方式と同じよう
に自動配線によつて配線パターンを決定し、所望のLSI
を得る。(2) Gate array method The basic circuits that make up the logic gates are arranged in an array on the wafer in advance, and the wiring pattern is determined on this by automatic wiring as in the standard cell method.
To get
これらは完全手設計のLSIに比べて開発期間が短いもの
のリソグラフイー技術を用いた製造工程が必要であり、
設計完了からLSI完成まで数週間〜数カ月かかるという
問題がある。Although these have a shorter development period than fully hand-designed LSIs, they require a manufacturing process using lithographic techniques.
There is a problem that it takes several weeks to several months from the completion of design to the completion of LSI.
これに対し本出願人により次の方法が提案されている
(特願昭58−157718号)。On the other hand, the following method has been proposed by the applicant (Japanese Patent Application No. 58-157718).
即ち、第3図に示す如く、1つ以上の論理機能素子によ
り構成された複数の回路ブロツク31a,31b……31Nが予め
専用ICの手法により配線工程を終了して基板に作り込ま
れ、各回路ブロツクの入力信号及び出力信号が電気的に
ON,OFF状態を書き込めるスイツチマトリクス上に導びか
れ、各回路ブロックの全ての入力信号にE2PROMや1ビツ
トメモリーを備えたMOSFET等のスイツチ素子32を介して
接続可能となつている。33はT字状の信号出力用配線、
34は信号入力用配線である。That is, as shown in FIG. 3, a plurality of circuits blocks 31a constituted by one or more logical functional element, 31b ...... 31 N is completed the wiring process by techniques previously dedicated IC built in the substrate, The input and output signals of each circuit block are electrically
It is guided to a switch matrix in which ON / OFF states can be written, and can be connected to all input signals of each circuit block through a switch element 32 such as an E 2 PROM or a MOSFET having a 1-bit memory. 33 is a T-shaped signal output wiring,
Reference numeral 34 is a signal input wiring.
この方法によれば、フイールドプログラマブルであるた
め、ユーザーが自分の手で論理機能を書き込むことによ
り、高い機能を備えた所望のLSIを著るしく早く手にす
る事ができる。しかも、ある定まつた論理機能を有する
回路ブロツクの入力信号と出力信号を接続するという形
式でLSIの設計を行なうことができ、ボード上での論理
設計に慣れた設計者にとつても理解し易い。According to this method, since it is field programmable, the user can obtain a desired LSI having high functions remarkably quickly by writing the logic function by himself. Moreover, it is possible to design an LSI in the form of connecting the input signal and the output signal of the circuit block having a certain fixed logic function, and even a designer who is familiar with the logic design on the board can understand it. easy.
しかしながら、従来の様にデコーダを介してスイツチの
ON,OFF状態を指定していたのでは本来の動作に必要な端
子の他に書き込み用の多数の端子が必要となる。スイツ
チ数は代表的な例では1チツプに1,280,000個あり、ア
ドレス信号21本、書込み信号1本の計22本を要し、チツ
プ面積が大きくなつたり、パツケージが大型で高価なも
のになる等の問題があつた。However, the switch
If the ON / OFF state is specified, many terminals for writing are required in addition to the terminals required for the original operation. In a typical example, the number of switches is 1,280,000 per chip, which requires 21 address signals and 1 write signal for a total of 22 switches. For example, the chip area becomes large and the package becomes large and expensive. There was a problem.
本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、プログラマ
ブルLSIにおける信号入力端子を削減する事を目的とす
る。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to reduce the number of signal input terminals in a programmable LSI.
即ち本発明は、プログラマブルLSIにおけるスイツチに
付設したON,OFFを制御するメモリ素子を相互に接続して
シフトレジスタ動作により書き込みが行なえる様にした
事を骨子とする。That is, the essence of the present invention is that the memory elements, which are provided in the switches in the programmable LSI and control ON and OFF, are connected to each other so that writing can be performed by the shift register operation.
本発明によれば、スイツチマトリクスのON,OFFを書き込
むために必要な信号端子が、例えばシフトデータ1本、
シフトクロツク1本の計2本で済み、大幅に削減され
る。またデコーダ回路も不要となる。この結果、チツプ
の縮小、パツケージの小型化を図ることができる。According to the present invention, the signal terminal required for writing ON / OFF of the switch matrix is, for example, one shift data,
A total of two shift clocks are required, which is a significant reduction. Also, a decoder circuit is not necessary. As a result, the size of the chip and the size of the package can be reduced.
以下、本発明の実施例を図面を用いて詳述する。先ず、
レイアウトを第3図を利用して説明する。即ち、Siウエ
ハーの一辺に回路ブロツク31a,31b……31Nが作り込まれ
ており、各回路ブロツクは、4インプツトNANDゲート
等、論理機能素子の1つ以上により構成されている。こ
の論理機能素子はCMOS構成を為し、専用IC即ち標準セル
方式における手書きの標準セル或いは配線済のゲートア
レイである。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First,
The layout will be described with reference to FIG. That, Si wafer side to the circuit block 31a, which is built is 31b ...... 31 N, each circuit block is 4 Inputsuto NAND gates, etc., and is composed of one or more logical functional element. This logic function element has a CMOS structure and is a dedicated IC, that is, a handwritten standard cell in a standard cell system or a pre-wired gate array.
回路ブロツクの構成は次の通りである。The structure of the circuit block is as follows.
4インプツトNANDゲートを2つもつブロツク……15個 2インプツトNANDゲートを4つもつブロツク……14個 8インプツトNANDゲートを1つもつブロツク………1
個 4つのインバータをもつブロツク ……100個 8ビツトレジスタのブロツク ……19個 2つのDタイプフリツプフロツプをもつブロツク……
19個 4インプツトのANDゲートを2つもつブロツク ……17
個 2対1データセレクタを4つもつブロツク ……13個 4ビツトバイナリカウンタを2つもつブロツク……11
個 2−4ラインデコーダを2つもつブロツク……7個 3−8ラインデコーダをもつブロツク ……3個 4−1セレクタを2つもつブロツク ……5個 8−1セレクタをもつブロツク ……4個 8ビツト直列入力−並列出力シフトレジスタをもつ
ブロツク ……3個 8ビツト並列入力−直列出力シフトレジスタをもつ
ブロツク ……3個 8ビツト直列入力−直列出力シフトレジスタをもつ
ブロツク ……2個 単安定マルチパイブレータを2つもつブロツク……
4個 2インプツトORゲートを4つもつブロツク …4個 2インプツトNORゲートを4つもつブロツク ……3
個 AND−ORインバータを2つもつブロツク …3個 64ビツトRAMのブロツク ……3個 2インプツトEXCLUSIVE−ORゲートを4つもつブロ
ツク ……2個 4ビツトコンパレータのブロツク ……3個 J−Kフリツプフロツプを2つもつブロツク……4
個 9ビツトの偶/奇パリテイジエネレータ/チエツカ
のブロツク ……3個 4ビツトバイナリ全加算器のブロツク …2個 2インプツトマルチプレクサを4つもつブロツク…
…5個 S−Rラツチを4つもつブロツク ……2個 ALUのブロツク ……1個 8ビツトアドレサブルラツチのブロツク ……1個 ルツクアヘツドキヤリジエネレータのブロツク……
1個 即ち、274個のMSIからなる回路ブロツクが備えられて種
々の用途に対応できる様にされている。そして各回路ブ
ロツクの平均入力数は8、出力数は4である。論理機能
素子の入力部、出力部は、回路ブロツクの入力部、出力
部を為している訳であるが、その出力部には出力バツフ
アが夫々設けられている(図示しない)。そして出力部
はT字状の信号出力用配線33、入力部はこれと交わる信
号入力用配線34に夫々接続されている。そして、その交
点にはスイツチ素子32が設けられている。従つて、入出
力部間の結線は基本的に1スイツチで済み、1つの電流
パスに伴なう等電位配線長は第3図から判る様に、チツ
プの辺の長さをlとして平均2.5lに押えられ時定数によ
る遅れが防止されている。Block with 2 4-imped NAND gates …… 15 blocks with 4 2-imped NAND gates …… 14 block with 1 8-imput NAND gates ………… 1
Block with 4 inverters ...... 100 block with 8 bit register …… 19 block with 2 D type flip flops ……
Block with 19 four 4-imped AND gates ... 17
Block with four 2-to-1 data selectors ... 13 Block with two 4-bit binary counters ... 11
Blocks with two 2-4 line decoders …… 7 blocks with 3-8 line decoders …… 3 blocks with two 4-1 selectors …… 5 blocks with 8-1 selectors …… 4 Blocks with 8 bit serial input-parallel output shift register ...... 3 blocks Blocks with 8 bit parallel input-serial output shift register ...... 3 blocks with 8 bit serial input-serial output shift register ...... 2 single A block with two stable multi-pibrator ...
Block with four 2-imped OR gates ... 4 Block with four 2-impact NOR gates ... 3
Blocks with two AND-OR inverters… 3 blocks 64 bits RAM block… 3 blocks 2 Implant EXCLUSIVE-OR gates with 4 blocks… 2 blocks 4 bit comparator block… 3 blocks JK flip-flop Block with two ... 4
9-bit even / odd parity generator / checkered block ... 3 4-bit binary full adder block ... 2 2 2-imput multiplexer 4 blocks ...
Block with 5 SR-Ratches 2 Blocks with ALU ...... 1 Block with 8 bit addressable latches ...... 1 Block with a helicopter generator ...
A circuit block consisting of one, that is, 274 MSIs is provided so that it can be used for various purposes. The average number of inputs and the number of outputs of each circuit block are eight. The input section and the output section of the logic function element serve as the input section and the output section of the circuit block, and the output section is provided with output buffers (not shown). The output section is connected to the T-shaped signal output wiring 33, and the input section is connected to the signal input wiring 34 intersecting with the T-shaped signal output wiring 33. A switch element 32 is provided at the intersection. Therefore, the wiring between the input and output sections is basically one switch, and the equipotential wiring length associated with one current path is 2.5 on average with the side length of the chip being l, as can be seen from FIG. It is held down by l and the delay due to the time constant is prevented.
第1図(a)はスイツチマトリクスの模式平面図、
(b)は入力波形図である。即ち32は上記スイツチ素子
を示すMOSFET、11a〜11は1ビツトメモリ素子で、ク
ロツク入力(CK)に同期して入力端子Iのデータを取り
込み、出力Q及びシフト出力に出力する。各メモリ素
子はカスケードに接続され、シフト入力部12及びシフト
出力部13を有し、クロツク入力14で動作するシフトレジ
スタを構成している。15,16は入力パツドである。この
シフトレジスタに第1図(b)で示される入力を行なう
場合、メモリ素子の内、11g,11j,11kのQ出力のみHigh
となつて対応するMOSFETスイツチのゲートが高電位にな
りON,他はOFFとなつて所望の結線が為される。FIG. 1 (a) is a schematic plan view of a switch matrix,
(B) is an input waveform diagram. That is, 32 is a MOSFET showing the switch element, and 11a to 11 are 1-bit memory elements, which take in the data of the input terminal I in synchronization with the clock input (CK) and output it to the output Q and the shift output. Each memory element is connected in a cascade, has a shift input section 12 and a shift output section 13, and constitutes a shift register operated by a clock input 14. Reference numerals 15 and 16 are input pads. When the input shown in FIG. 1 (b) is made to this shift register, only the Q outputs of 11g, 11j and 11k of the memory elements are High.
Then, the gate of the corresponding MOSFET switch becomes high potential and it turns on, and the others turn off and the desired connection is made.
第2図は他の実施例を示す。図ではスイツチマトリクス
の交点1ケ所を示している。本実施例では、配線33及び
34の接続をメモリ素子23の内容によつてON,OFFされるN
チヤネル型MOSFET21及びPチヤネル型MOSFET22によつて
プログラムしている。両MOSFETのゲート入力はメモリ素
子の互いに反転した出力Q24、25に接続されている。
メモリ素子23はシフト入力28、シフト出力29、シフトク
ロツク210及び210の反転入力211によつて動作するシフ
トレジスタの1ビツト分を構成している。FIG. 2 shows another embodiment. The figure shows one intersection of the switch matrix. In this embodiment, the wiring 33 and
The connection of 34 is turned on and off according to the contents of the memory element 23 N
It is programmed by a channel type MOSFET 21 and a P channel type MOSFET 22. The gate inputs of both MOSFETs are connected to the inverted outputs Q24,25 of the memory element.
Memory element 23 constitutes one bit of a shift register operated by shift input 28, shift output 29, and inverting input 211 of shift clocks 210 and 210.
この第2の実施例によれば、スイツチ素子をCMOS化した
場合に適したシフトレジスタ回路を提供することができ
る。According to the second embodiment, it is possible to provide a shift register circuit suitable for the case where the switch element is CMOS.
第1図(a)(b)は本発明の実施例を説明する平面図
及び入力波形図、第2図は他の実施例の回路図、第3図
は従来例を説明する平面図である。 図において、 11a,11b…11…メモリ素子 32…スイツチ素子 31a,31b,…31N…回路ブロツク。1 (a) and 1 (b) are a plan view and an input waveform diagram illustrating an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of another embodiment, and FIG. 3 is a plan view illustrating a conventional example. . In the figure, 11a, 11b ... 11 ... Memory element 32 ... Switch element 31a, 31b, ... 31 N ... Circuit block.
Claims (1)
有し、かつ信号の入力部及び信号の出力部を有する複数
の回路ブロックと、この複数の回路ブロック領域に隣接
し、前記基板上に形成された配線領域とを備え、前記回
路ブロック領域は複数種の論理機能素子の集合から構成
され、前記配線領域は互いに交わる信号入力用配線群及
び信号出力用配線群から構成され、前記信号入力用配線
群は各回路ブロックの信号入力部に夫々接続され、前記
信号出力用配線群は各回路ブロックの信号の出力部に夫
々接続され、かつこれら接続はその回路ブロックが隣接
する前記配線領域において行なわれ前記信号入力用配線
群と前記信号出力用配線群との交差部には夫々MOSFETか
ら成るスイッチ素子が設けられ、このスイッチ素子のO
N,OFF状態を制御することにより各回路ブロック間の信
号の入出力関係が決定され所望の集積回路が構築される
半導体集積回路において、前記MOSFETのゲートには、メ
モリ素子が接続されると共に、このメモリ素子を相互に
接続してシフトレジスタを構成した事を特徴とする半導
体集積回路。1. A plurality of circuit blocks formed on a substrate and having a logic function itself and having a signal input portion and a signal output portion, and adjacent to the plurality of circuit block regions, the substrate. And a wiring region formed on the circuit block region, the circuit block region is composed of a set of a plurality of types of logic functional element, the wiring region is composed of a signal input wiring group and a signal output wiring group intersecting each other, The signal input wiring group is connected to the signal input section of each circuit block, the signal output wiring group is connected to the signal output section of each circuit block, and these connections are connected to the circuit block. A switch element composed of a MOSFET is provided at each intersection of the signal input wiring group and the signal output wiring group which is performed in the region.
In the semiconductor integrated circuit in which the input / output relationship of signals between each circuit block is determined by controlling the N and OFF states and a desired integrated circuit is constructed, the gate of the MOSFET is connected with a memory element, A semiconductor integrated circuit characterized in that a shift register is configured by connecting these memory elements to each other.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60020028A JPH073836B2 (en) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | Semiconductor integrated circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60020028A JPH073836B2 (en) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | Semiconductor integrated circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61180450A JPS61180450A (en) | 1986-08-13 |
| JPH073836B2 true JPH073836B2 (en) | 1995-01-18 |
Family
ID=12015617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60020028A Expired - Lifetime JPH073836B2 (en) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | Semiconductor integrated circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH073836B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04148562A (en) * | 1990-10-12 | 1992-05-21 | Kawasaki Steel Corp | Integrated circuit |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6015945A (en) * | 1983-07-08 | 1985-01-26 | Hitachi Ltd | Semiconductor integrated circuit device |
-
1985
- 1985-02-06 JP JP60020028A patent/JPH073836B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61180450A (en) | 1986-08-13 |
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