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    半導體集成電路以及半導體集成電路的布局方法技術

    技術編號:3171330 閱讀:172 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
    本發明專利技術提供一種半導體集成電路,其中將功能塊分成多個區域。在各個區域設置有:在第一方向布線的時鐘基干布線;在與第一方向正交的第二方向布線,且由與時鐘基干布線電連接的多根時鐘支線布線構成的時鐘支線布線組;與時鐘基干布線電連接的時鐘驅動單元;和由與時鐘基干布線或者時鐘支線布線組電連接的多個時鐘同步單元構成的時鐘同步單元組。并且,各時鐘支線布線組之間被電分離,僅由時鐘驅動單元,對所連接的時鐘基干布線、和與該時鐘基干布線連接的時鐘支線布線組進行驅動。從而提供一種使耗電量以及時鐘偏移變小,且即使在大規模的半導體集成電路中,供給時鐘信號的時鐘驅動單元的負載容量也小的具備時鐘分配電路的半導體集成電路。

    【技術實現步驟摘要】

    本專利技術,涉及一種在用標準單元構成的功能塊中采用分配時鐘信號的 時鐘分配電路的。
    技術介紹
    近年來,隨著數字電路的高速化、高功能化,半導體集成電路的高速 化、高集成化不斷發展。隨著半導體集成電路的高速化,對取得半導體集成電路內的觸發器的同步的時鐘信號的信號延遲的偏差(時鐘偏移)進行抑制變得重要。時鐘 偏移,是指處于同步的觸發器之間的時鐘信號的到達時間之差,若時鐘偏 移大,則會存在引起動作頻率的降低、進而引起電路的誤動作的問題。另外,為了對半導體集成電路進行高集成化,因而需要對制造工序進 行細微化。因此, 一年一年,半導體集成電路內使用的信號布線寬越來越 細,因布線電阻的增加會導致布線延遲不斷增大。以往,由于布線延遲小,因此因單元的柵極延遲的偏差而導致的時鐘 偏移占主要地位。但是,近年來,因布線延遲的偏差增加而導致的時鐘偏 移的增大越來越成問題,需要削減時鐘信號的布線延遲偏差。作為削減時鐘信號的布線延遲偏差的以往的時鐘布線結構,例如有梳型(comb)時鐘布線、魚骨型(fish-bone)時鐘布線和網眼型(mesh)時 鐘布線這樣的時鐘布線技術(例如專利文獻1和專利文獻2)。另外,作為半導體集成電路中的時鐘信號的布線延遲的削減方法,有 專利文獻3中記載的技術。專利文獻l:特開平9一283631號公報專利文獻2:特開平10—199985號公報專利文獻3:特開2003 — 332430號公報但是,梳型時鐘布線,雖然按照電路不產生誤動作的方式控制來布線 延遲的偏差從而防止動作速度的降低,但如果信號的輸出側和接收側的觸 發器是一對一的,則能夠控制布線延遲的偏差,但在一般的電路中由于存 在多對多的關系,因此對這些所有觸發器對布線延遲的偏差進行控制是很 困難的。并且,魚骨型時鐘,在芯片尺寸小的情況下雖然是有效的,但在大規 模的半導體集成電路中,水平方向的支線布線長,從支線布線的中央部至 端部為止的布線電阻非常大,存在因布線延遲的偏差而導致在芯片的中心 部與周邊部的時鐘偏移變大的問題。并且,由于許多時鐘同步單元作為負 載與時鐘基干布線連接,因此還存在時鐘基干布線部分的布線延遲的偏差 也很大的問題。另外,網眼型時鐘,由于對塊整體將時鐘布線為格子狀,因此布線電 阻小,布線延遲的偏差小,但存在的問題在于,時鐘的總布線長度長,供 給時鐘信號的時鐘驅動單元的負載容量大,消耗電能變大。另外,梳型時鐘布線、魚骨型時鐘布線和網眼型時鐘布線,由于都是 由一根時鐘布線來驅動對整個塊的時鐘同步單元的時鐘信號,因此負載容 量非常大。因此,需要由多個時鐘驅動單元來同時驅動時鐘布線整體。這種情況 下,如果到多個時鐘驅動單元之前存在時鐘偏移,則貫通電流會通過魚骨 型時鐘布線和網眼布線部分在時鐘驅動單元之間流動,存在耗電量變大的 問題。另夕卜,在當前市售的標準單元等級(standard cell level)的延遲計算工 具中,在像這樣由多個時鐘驅動單元來驅動一根時鐘布線的情況下,存在 的問題是,無法高精度進行延遲計算,無法考慮與其它信號布線之間的串 擾的影響。并且,為了削減時鐘信號的布線延遲,若使用膜厚度厚、低電阻的上 層布線,則因制造工序的限制導致需要使用寬的布線,因去往上層布線的 將布線層間連接的接觸體(contact)大等,若使用于時鐘布線整體,則由 于信號布線區域不足,因而在對許多時鐘驅動單元或者時鐘同步單元進行 驅動的時鐘樹的末端側,上層布線的使用變得困難。
    技術實現思路
    本專利技術就是著眼于上述問題而作出的,其目的在于提供一種耗電量以 及時鐘偏移小,且即使在大規模的半導體集成電路中,供給時鐘信號的時 鐘驅動單元的負載容量也較小的時鐘分配電路。為了解決上述課題,本專利技術的技術方案在于, 一種采用時鐘分配電路 的半導體集成電路,該時鐘分配電路在采用標準單元構成的功能塊中分配時鐘信號,該時鐘分配電路包括在第一方向布線的第一時鐘基干布線;在與上述第一方向正交的第二方向布線,且由與上述第一時鐘基干布線電連接的多根時鐘支線布線構成的第一時鐘支線布線組; 與上述第一時鐘基干布線電連接的第一時鐘驅動單元; 由與上述第一時鐘基干布線或者上述第一時鐘支線布線組電連接的多個時鐘同步單元構成的第一時鐘同步單元組;與上述第一時鐘基干布線并行配置的第二時鐘基干布線; 在上述第二方向布線,且由與上述第二時鐘基干布線電連接的多根時鐘支線布線構成的第二時鐘支線布線組;與上述第二時鐘基干布線電連接的第二時鐘驅動單元; 由與上述第二時鐘基干布線或者上述第二時鐘支線布線組電連接的多個時鐘同步單元構成的第二時鐘同步單元組;以及對上述第一時鐘驅動單元以及第二時鐘驅動單元提供時鐘信號的時鐘源驅動器,上述第一時鐘支線布線組和上述第二時鐘支線布線組被電分離,僅由上述第一時鐘驅動單元,來驅動上述第一時鐘基干布線以及上述 第一時鐘支線布線組,僅由上述第二時鐘驅動單元,來驅動上述第二時鐘基干布線以及上述 第二時鐘支線布線組。根據本專利技術,能夠使耗電量以及時鐘偏移變小,即使在大規模的半導 體集成電路中也能夠使時鐘驅動單元的負載容量變小。附圖說明圖1是表示第一實施方式的功能塊100的俯視圖。 圖2是表示在第二區域20內的第二時鐘同步單元組24的連接例的圖。 圖3是將第二時鐘驅動單元23與第二時鐘基干布線21的連接部分、以及第二時鐘支線布線組22與第二時鐘同步單元組24的連接部分放大后的俯視圖。圖4是第二時鐘驅動單元23與第二時鐘基干布線21的連接部分剖面圖。圖5是表示第二實施方式的功能塊200的俯視圖。 圖6是表示第一時鐘驅動單元13和第二時鐘驅動單元23的驅動能力 不同的功能塊的例子的圖。圖7是時鐘支線布線的布線例的圖。圖8是時鐘支線布線的布線例的圖。圖9是說明時鐘支線布線的布線方法的圖。圖10是表示第三實施方式的功能塊300的俯視圖。圖11是表示功能塊300的分割例的圖。圖12是在功能塊的形狀為非矩形的情況下應用本專利技術的時鐘分配電 路的例子。圖13是在功能塊的形狀為非矩形的情況下應用本專利技術的時鐘分配電 路的例子。圖14是表示第四實施方式的功能塊400的俯視圖。 圖15是表示第二時鐘驅動單元23以及第三時鐘驅動單元33的配置 例的圖。圖16是表示第五實施方式的功能塊500的俯視圖。圖17是表示功能塊500的分割例的圖。圖18是表示功能塊500的分割例的圖。圖19是表示第六實施方式的功能塊600的俯視圖。圖20是表示在不同的時鐘系統間區域重疊的功能塊的例子的圖。圖21是第七實施方式的時鐘布局自動化方法的流程圖。其中IO —第一區域,ll一第一時鐘基干布線,12 —第一時鐘支線布線組,13 —第一時鐘驅動單元,14一第一時鐘同步單元組,20 —第二區域, 21—第二時鐘基干布線,22—第二時鐘支線布線組,23 —第二時鐘驅動單 元,24 —第二時鐘同步單元組,25 —時鐘源驅動器,30 —第三區域,31 — 第三時鐘基干布線,32 —第三時鐘支線布線組,33 —第三時鐘驅動單元, 34—第三時鐘同步單元組,35 —硬宏,35a—時鐘連接針,40 —第四區域, 41一第四時鐘基干布線,42 —第四時鐘支線布線組,43 —第四時鐘驅動單 元,44一第四時鐘同步單元組,60 —時鐘源驅動器,IOO —本文檔來自技高網
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    【技術保護點】
    一種采用時鐘分配電路的半導體集成電路,該時鐘分配電路在采用標準單元構成的功能塊中分配時鐘信號,該時鐘分配電路包括:    在第一方向布線的第一時鐘基干布線;    在與上述第一方向正交的第二方向布線,且由與上述第一時鐘基干布線電連接的多根時鐘支線布線構成的第一時鐘支線布線組;    與上述第一時鐘基干布線電連接的第一時鐘驅動單元;    由與上述第一時鐘基干布線或者上述第一時鐘支線布線組電連接的多個時鐘同步單元構成的第一時鐘同步單元組;    與上述第一時鐘基干布線并行配置的第二時鐘基干布線;    在上述第二方向布線,且由與上述第二時鐘基干布線電連接的多根時鐘支線布線構成的第二時鐘支線布線組;    與上述第二時鐘基干布線電連接的第二時鐘驅動單元;    由與上述第二時鐘基干布線或者上述第二時鐘支線布線組電連接的多個時鐘同步單元構成的第二時鐘同步單元組;以及    對上述第一時鐘驅動單元以及第二時鐘驅動單元提供時鐘信號的時鐘源驅動器,    上述第一時鐘支線布線組和上述第二時鐘支線布線組被電分離,    僅由上述第一時鐘驅動單元,來驅動上述第一時鐘基干布線以及上述第一時鐘支線布線組,    僅由上述第二時鐘驅動單元,來驅動上述第二時鐘基干布線以及上述第二時鐘支線布線組。...

    【技術特征摘要】
    JP 2007-4-16 2007-106929;JP 2008-3-5 2008-0545731、一種采用時鐘分配電路的半導體集成電路,該時鐘分配電路在采用標準單元構成的功能塊中分配時鐘信號,該時鐘分配電路包括在第一方向布線的第一時鐘基干布線;在與上述第一方向正交的第二方向布線,且由與上述第一時鐘基干布線電連接的多根時鐘支線布線構成的第一時鐘支線布線組;與上述第一時鐘基干布線電連接的第一時鐘驅動單元;由與上述第一時鐘基干布線或者上述第一時鐘支線布線組電連接的多個時鐘同步單元構成的第一時鐘同步單元組;與上述第一時鐘基干布線并行配置的第二時鐘基干布線;在上述第二方向布線,且由與上述第二時鐘基干布線電連接的多根時鐘支線布線構成的第二時鐘支線布線組;與上述第二時鐘基干布線電連接的第二時鐘驅動單元;由與上述第二時鐘基干布線或者上述第二時鐘支線布線組電連接的多個時鐘同步單元構成的第二時鐘同步單元組;以及對上述第一時鐘驅動單元以及第二時鐘驅動單元提供時鐘信號的時鐘源驅動器,上述第一時鐘支線布線組和上述第二時鐘支線布線組被電分離,僅由上述第一時鐘驅動單元,來驅動上述第一時鐘基干布線以及上述第一時鐘支線布線組,僅由上述第二時鐘驅動單元,來驅動上述第二時鐘基于布線以及上述第二時鐘支線布線組。2、 根據權利要求1所述的采用時鐘分配電路的半導體集成電路,其 特征在于,上述半導體集成電路,由上層的膜厚度厚、下層的膜厚度薄的多個布 線層構成,上述第一時鐘基干布線以及第二時鐘基干布線,采用膜厚度厚的上層 布線形成,上述第一時鐘同步單元組的各時鐘同步單元,被用膜厚度薄的下層布 線,分別從各個配置位置起連接至相對上述第一方向在順向或逆向處于最 短位置的第一時鐘支線布線或者第一時鐘基干布線,上述第二時鐘同步單元組的各時鐘同步單元,被用膜厚度薄的下層布 線,分別從各個配置位置起連接至相對上述第一方向在順向或逆向處于最 短位置的第二時鐘支線布線組或第二時鐘基干布線。3、 根據權利要求1所述的采用時鐘分配電路的半導體集成電路,其 特征在于,存在第一區域和第二區域,該第一區域中的第一方向的范圍由上述第一時鐘基干布線決定,第二方向的范圍由上述第一時鐘支線布線組決定; 該第二區域中的第一方向的范圍由上述第二時鐘基干布線決定,第二方向 的范圍由上述第二時鐘支線布線組決定,上述第一區域和上述第二區域是 彼此排他,上述第一時鐘同步單元組配置在上述第一區域內, 上述第二時鐘同步單元組配置在上述第二區域內, 上述第一時鐘基干布線配置在上述第一區域的中心, 上述第二時鐘基干布線配置在上述第二區域的中心。4、 根據權利要求1所述的采用時鐘分配電路的半導體集成電路,其 特征在于,將上述第一時鐘驅動單元和第一時鐘基干布線連接的布線線路、以及 將第二時鐘驅動單元和第二時鐘基干布線連接的布線線路,由寬的布線以 及多個接觸體構成。5、 根據權利要求1所述的采用時鐘分配電路的半導體集成電路,其 特征在于,上述第一時鐘支線布線組的各時鐘支線布線,在上述第一方向等間隔 配置,且以上述第一時鐘基干布線為中心左右對稱,上述第二時鐘支線布線組的各時鐘支線布線,在上述第一方向等間隔 配置,且以上述第二時鐘基干布線為中心左右對稱。6、 根據權利要求1所述的采用時鐘分配電路的半導體集成電路,其 特征在于,上述第一時鐘支線布線組的時鐘支線布線數和上述第二時鐘支線布 線組的時鐘支線布線數不同。7、 根據權利要求1所述的采用時鐘分配電路的半導體集成電路,其 特征在于,上述第一時鐘驅動單元被配置在上述第一時鐘基干布線的中心, 上述第二時鐘驅動單元被配置在上述第二時鐘基干布線的中心, 上述第一時鐘驅動單元和第二時鐘驅動單元的驅動能力相互不同。8、 根據權利要求1所述的采用時鐘分配電路的半導體集成電路,其特征在于,上述第一時鐘支線布線組的各時鐘支線布線,相對第一時鐘基干布線 左右非對稱,第一時鐘支線布線組包含布線長度相互不同的時鐘支線布線。9、 根據權利要求1所述的采用時鐘分配電路的半導體集成電路,其 特征在于,上述第一時鐘支線布線組的各時鐘支線布線,相對第一時鐘基干布線 為左右非對稱,上述第一時鐘支線布線組,包含布線長度以及布線寬度相互不同的時 鐘支線布線。10、 根據權利要求l所述的采用時鐘分配電路的半導體集成電路,其特征在于,還包括在上述第一方向布線的第三時鐘基干布線;在上述第二方向布線,且由與上述第三時鐘基干布線電連接的多根時 鐘支線布線構成的第三時鐘支線布線組;與上述第三時鐘基干布線電連接,僅對上述第三時鐘基干布線以及第 三時鐘支線布線組進行驅動的第三時鐘驅動單元;以及由與上述第三時鐘基干布線或者上述第三時鐘支線布線組電連接的 多個時鐘同步單元構成的第三時鐘同步單元組,上述第一時鐘基干布線、第二時鐘基干布線、以及第三時鐘基干布線, 在上述第二方向按照該順序排列配置,上述第一時鐘基干布線與第二時鐘基干布線之間的布線間隔、和上述第二時鐘基干布線與第三時鐘基干布線之間的布線間隔相互不同,上述第一時鐘支線布線組、第二時鐘支線布線組、以及第三時鐘支線 布線組的時鐘支線布線的布線長度互不相同。11、 根據權利要求l所述的采用時鐘分配電路的半導體集成電路,其 特征在于,第一時鐘基干布線與第二時鐘基干布線的布線長度互不相同。12、 根據權利要求l所述的采用時鐘分配電路的半導體集成電路,其特征在于,還包括在上述第二時鐘基干布線的、第一方向的順向側或逆向側,布線在上 述第一方向的第三時鐘基干布線;在上述第二方向布線,且由與上述第三時鐘基干布線電連接的多根時鐘支線布線構成的第三時鐘支線布線組;與上述第三時鐘基干布線電連接,且僅對上述第三時鐘基干布線以及 第三時鐘支線布線組進行驅動的第三時鐘驅動單元;以及由與上述第三時鐘基干布線或者上述第三時鐘支線布線組電連接的 多個時鐘同步單元組構成的第三時鐘同步單元組,上述第一時鐘基干布線的布線長度,比上述第二時鐘基干布線的布線 長與...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:堤正范吉永生
    申請(專利權)人:松下電器產業株式會社,
    類型:發明
    國別省市:JP[日本]

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