JPS61120526A - 論理lsi - Google Patents

論理lsi

Info

Publication number
JPS61120526A
JPS61120526A JP24068584A JP24068584A JPS61120526A JP S61120526 A JPS61120526 A JP S61120526A JP 24068584 A JP24068584 A JP 24068584A JP 24068584 A JP24068584 A JP 24068584A JP S61120526 A JPS61120526 A JP S61120526A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
ecl
logic
ntl
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP24068584A
Other languages
English (en)
Inventor
Yukihiro Bandai
万代 享宏
Mitsuo Usami
光雄 宇佐美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Computer Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Computer Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Computer Engineering Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP24068584A priority Critical patent/JPS61120526A/ja
Publication of JPS61120526A publication Critical patent/JPS61120526A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/08Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
    • H03K19/082Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using bipolar transistors
    • H03K19/086Emitter coupled logic

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] この発明は、半導体集積回路技術さらにはマスタスライ
ス法により形成されるゲートアレイのようなL’SI(
大規模集積回路)に適用して特に有効な技術に関し1例
えばノン・スレッショールド・ロジック回路を基本回路
とする論理LSIに利用して有効な技術に関する。
[背景技術] 従来、例えばマスタスライス法により形成される論理L
SI(以下マスタスライスLSIと称する)を構成する
基本回路として、第5図に示すようなECL(エミッタ
・カップルド・ロジック)回路や、第4図に示すような
ノン・スレッショールド・ロジック回路(以下NTL回
路と称する)が提案されている。
第4図において、Q11〜Q13は入力トランジスタで
、この入力トランジスタQl、〜Q13のコレクタは抵
抗R1を介して電源電圧Vcc(グランドレベル)に、
また、入力トランジスタQs、〜Q13のエミッタは抵
抗R2を介して例えば−2Vのような電源電圧Vゆiに
接続される。そして、入力トランジスタQll〜Q13
のベースに入力電圧が印加されるようにされている。Q
21yQ22は、上記入力トランジスタQ11〜Q13
のコレクタと抵抗R1との接続ノードn、の電位をベー
スに受けて動作される出力トランジスタである。このト
ランジスタQ2 s  (Q22 )とこれのエミッタ
側に接続された抵抗R3(R4)とによってエミッタフ
ォロワが構成されている。
上記NTL回路は、3人力のうち−っが1例えば−1,
4vのようなレベルから一〇、8vのようなレベルに向
って変化されると、そのトランジスタに流されるコレク
タ電流が増加して、ノードn1の電位が抵抗R1の電圧
ドロップにより低下される。そのため、出力トランジス
タQ21−Q22が、そのコレクタ電流が減少されるよ
うに動作され、出力電圧V o u tが、−0,8V
から−1,4vに向かって変化される。このとき、出力
電圧は入力電圧の変化に応答して素早く変化させられる
。つまり、NTL回路は、しきい値電圧を有しないよう
にされており、これによって動作速度がECL回路より
も速くなるようにされている。
“しかしながら、ECL回路(もしくはCML回路)は
、周知のように出力信号として、オア(OR)出力の他
にノア(N OR)出力が得られるのに対し、第4図に
示すNTL回路では、ノア出力しか取り出せない。その
ため、NTL回路を内部ローシック部の基本回路とする
マスタスライスLSI内においては、論理構成が複雑な
例えば、デコーダのような回路を構成する場合、第6図
に示すように、NTL回路Gnを3段接続しなければな
らない。これに対し、ECL回路を基本回路とする場合
には、第7図に示すように、ECL回路GBを2段接続
するだけでよい。
そのため、個々のゲート回路自身の動作速度は。
NTL回路の方が速くても、デコーダやフリップフロッ
プのような論理の複雑な回路を構成する場合には、全体
としての速度は、NTL回路で構成した場合によりもE
CL回路で構成した方が速くなる。また、使用するゲー
ト数もNTL回路を使用、した方が多くなり、論理設計
および配線のレイアウト設計も複雑になるおそれがある
なお、NTL回路回路基本回路とするマスタスライスL
SIにおいて、内部ロジック部をNTL回路とECL回
路とで構成することにより、LSIを高速動作させるよ
うにした技術が提案されている(特願昭59年0542
03号)。
しかし、上記先願発明では、NTL回路を構成する2以
上の基本回路セル内の素子を使ってECL回路を構成し
ているので、ゲート数は少なくても使用する基本回路セ
ルの数はかえって多くなる。
[発明の目的] この発明の目的は、NTL回路もしくはECL回路を基
本回路とするマスタスライスLSIにおいて、LSI全
体としての動作速度を向上させることにある。
この発明の他の目的は、マスタスライスLSIにおける
論理設計および配線レイアウト設計を容易にさせること
にある。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明かにな
るであろう。
[発明の概要] 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、マスタスライスLSIの内部ロジック部に、
NTL回路を構成するための基本回路セルとECL回路
を構成するための基本回路セルとを混在させておき、論
理構成が複雑な回路はECL回路で構成し、残りはNT
L回路で構成することにより、論理構成が複雑な回路部
分での使用ゲート数およびゲートの接続段数を減らして
、回路全体の動作速度を向上させるとともに、ECL回
路と混在させることで論理機能を強化し、これによって
、論理設計更には配線レイアウト設計を容易にするとい
う上記目的を達成するものである。
【実施例] 第1図は、本発明に係るマスタスライスLSIの内部ロ
ジック部の構成の第1の実施例を示すものである。
この実施例では、半導体基板の略中央に配設される矩形
状の内部ロジック部1が、NTL部1aと2つのECL
部tb、tbとによって構成されている。このうち、N
TL部1aには、第4図に示すようなNTL回路を構成
するのに必要な数のトランジスタと抵抗とが形成されて
なる第1の基本回路セル11が格子状に配設されている
また、、ECL部1bには、第5図に示すようなECL
回路を構成するのに必要な数のトランジスタと抵抗とが
形成されてなる第2の基本回路セル12が、それぞれ格
子状に配設されている。
なお1図示しないが、上記内部ロジック部1の周囲には
、入出力回路となるECL回路や電源回路が配設される
従って、この実施例のマイタスライスLSIにおいては
、デコーダやフリップフロップのように論理構成が複雑
な回路については、これをECL部1b、lb内の基本
回路セル12を使って構成するとともに、他のそれほど
論理構成が複雑でない部分は、NTL部la内の基本回
路セル11を使って構成してやるようにする。
これによって1例えば、デコーダのような回路では、N
TL用の基本回路セル11を使って構成すると、第6図
に示すようにゲート回路が3段接続構成になってしまう
ものが、第7図に示すように2段接続構成で済むように
なる。
そのため1個々のゲート回路について着目すると、NT
L回路の方がECL回路よりも動作速度が速いが、EC
L回路の2段接続構成の方がNTL回路の3段接続構成
よりもトータルの信号遅延時間は短いので、ECL回路
を用いたデコーダの方が回路動作としては速くなる。
また、ECL回路はノア出力の他にオア出力も有するた
め、ECL用の基本回路セル12を有するマスタスライ
スLSIの論理機能が強化され。
論理設計が容易になる。しかも、EC1回路を用いた方
が、使用ゲート数が少なくなるため、同じ論理機能を実
現するのに必要な回路の占有面積が少なくなるとともに
、使用ゲート数が少ない分だけ信号線の数も少なくなる
ので、配設のレイアウト設計も簡単になる。
さらに、この実施例では、NTL用の基本回路セル11
とECL用の基本回路セル12とが設けられているので
、NTL用の基本回路セルを2つ使って一つのECL回
路を構成する場合に比べてセルの使用数が少ないし、回
路の占有面積ひいてはLSIのチップサイズが減少され
る。すなわち、より規模(ゲート数)の小さなLSIを
使って所望の論理回路を構成できるようになる。
なお、NTL部1aとECL部1bとの大きさくゲート
数)の関係については、通常論理LSI内で論理が複雑
になる回路部分は比較的少ないので、第1図のようにN
TL部1aの方を、2つのE’CL部1bを合わせたも
のよりも少し大きくしておくのがよい、ただし、NTL
部1aとECL部1bとのレイアウトは、第1図に示す
ものに限定されるものでなく、種々のレイアウトが可能
である。
つまり、ECL回路はNTL回路に比べて必要な電源電
圧(基準電圧を含む)の数が多いので、ECL部1bの
周囲をNTL部1aが包囲するようなレイアウトを除き
、任意のレイアウトが可能である。例えば、細長いNT
L部1aとECL部1bを第2図に示すように交互にす
なわちストライプ状をなすように配設し、その間に配線
領域2を設けたり、あるいは第3図に示すようにNTL
部1aとECL部1bをチェッカー模様状に配設しても
よい。
上記の場合、各N T L部1aおよびECL部lbは
、例えば左右および上下に対称的に配設されてなる4個
の基本回路セル群を一つのブロックとして構成し、この
ブロックを単位にして、これを−列に並べてNTL部1
aもしくはECL部1bを構成したり、あるいは、それ
を交互に配設して第3図のような配列になるように構成
することができる。
なお、マスタスライスLSIで、各基本回路の論理機能
を強力にするには、入力トランジスタの数およびエミッ
タフォロワ・トランジスタとそのエミッタ抵抗を多くす
る方がよい。しかし、これらをあまり多くし過ぎると、
各基本回路セルの面積が大きくなって使用しないで残っ
てしまう無駄な素子の数が多くなり、集積度が低下して
しまう。
従って、各基本回路セル11.12内には、それぞれ上
記実施例のごとく、3個程度の入力1−ランジスタと、
2つのエミッタフォロワを構成できるだけの素子を設け
ておくのが、論理機能および集積度の面から最も望まし
い。ただし、それに限定されるものでなく、基本回路セ
ルを構成する素子の数およびその配置は任意の構成をと
ることができる。
[効果] (1)マスタスライスLSIの内部ロジック部に、NT
L回路を構成するための基本回路セルとECL回路を構
成するための基本回路セルとを混在させておき、論理構
成が複雑な回路はECL回路で構成し、残りはNTL回
路で構成するようにしたので、論理構成が複雑な回路部
分での使用ゲート数およびゲートの接続段数が減少され
るという作用により、回路全体の動作速度が向上される
とともに、使用ゲート数の少ない分だけ配設のレイアウ
ト設計が容易になるという効果がある。
く2)マスクスライスLSIの内部ロジック部に、NT
L回路を構成するための基本回路セルとECL回路を構
成するための基本回路セルとを混在させておき、論理構
成が複雑な回路はECL回路で構成し、残りはNTL回
路で構成するようにしたので、論理機能が強化されると
いう作用により、論理設計が容易になるという効果があ
る。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが1本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。例えば、上記実施例では
、内部ロジック部にNTL用の基本回路セルからなるN
TL部と、ECL用の基本回路セルからなるECL部と
を混在させているが、いずれか一方の基本回路セルのみ
を配設しておいて、論理構成が複雑な部分のみをECL
回路になるよう構成するようにしてもよい。
また、NTL回路の代わりに、STL回路(セミ・シュ
レッショールド・ロジック回路)を構成する基本回路セ
ルを配設するようにしてもよい。
[利用分野] 以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるマスタスライスLS
Iに適用したものについて説明したが、それに限定され
るものでなく、バイポーラ型論理LSI一般に利用する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明をマスタスライスLSIに適用した場
合の内部ロジック部の構成例を示す説明図、 第2図は、同じく内部ロジック部の第2の構成例を示す
説明図、 第3図は、内部ロジック部の第3の構成例を示す説明図
。 第4図は、マスタスライスLSIのロジック部の基本回
路となるNTL回路の一例を示す回路図。 第5図は、マスクスライスLSIのロジック部の基本回
路となるECL回路の一例を示す回路図、第6図は、N
TL回路を使ってデコーダを構成した場合の一例を示す
回路構成図、 第7図は、ECL回路を使ってデコーダを構成した場合
の一例を示す回路構成図である。 Qll〜Q13・・・・入力トランジスタ、 Q21 
tQ2□・・・・エミッタフォロワ・トランジスタ、1
・・・・内部ロジック部、1a・・・・N T L部、
1b・・・・ECL部、2・・・・配線領域、11・・
・・NTL用基本回路セル、12・・・・ECL用基本
回路セル。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、マスタスライス法で構成される論理LSIであって
    、内部ロジック部には、ノン・スレッショールド・ロジ
    ック回路を構成するための第1の基本回路セルと、エミ
    ッタ・カップルド・ロジック回路を構成するための第2
    の基本回路セルとが複数個配設され、ノン・スレッショ
    ールド・ロジック回路とエミッタ・カップルド・ロジッ
    ク回路とによって内部ロジック部が構成されていること
    を特徴とする論理LSI。
JP24068584A 1984-11-16 1984-11-16 論理lsi Pending JPS61120526A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24068584A JPS61120526A (ja) 1984-11-16 1984-11-16 論理lsi

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24068584A JPS61120526A (ja) 1984-11-16 1984-11-16 論理lsi

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61120526A true JPS61120526A (ja) 1986-06-07

Family

ID=17063180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24068584A Pending JPS61120526A (ja) 1984-11-16 1984-11-16 論理lsi

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61120526A (ja)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59153330A (ja) * 1983-02-21 1984-09-01 Hitachi Ltd 論理lsi

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59153330A (ja) * 1983-02-21 1984-09-01 Hitachi Ltd 論理lsi

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4347446A (en) Emitter coupled logic circuit with active pull-down
US3909636A (en) Semiconductor large scale integrated circuit chip having current switching type logical circuits
JPH0785501B2 (ja) マスタ・スライス集積回路
US5378941A (en) Bipolar transistor MOS transistor hybrid semiconductor integrated circuit device
JPS6235716A (ja) 半導体集積回路装置
US4593205A (en) Macrocell array having an on-chip clock generator
EP0011961B1 (en) Three-state output circuit
EP0090186B1 (en) Complementary logic circuit
JPS61120526A (ja) 論理lsi
US4749885A (en) Nonsaturating bipolar logic gate having a low number of components and low power dissipation
JP2590681B2 (ja) 半導体論理回路装置
JP2578164B2 (ja) ゲートアレイ装置
JPH0770596B2 (ja) 半導体集積回路装置の製造方法
JPS61144925A (ja) 論理集積回路
EP0246371B1 (en) Integrated injection logic output circuit
JPS6016026A (ja) 論理lsi
JPS6012751A (ja) 半導体集積回路
JPH073863B2 (ja) 半導体集積回路
JPH0120538B2 (ja)
JPS61190958A (ja) 半導体集積回路
JPS6016024A (ja) 論理回路
JPS632352A (ja) 半導体装置
JPS6351380B2 (ja)
JP2727994B2 (ja) 半導体集積回路
JPS60233844A (ja) 半導体集積回路装置