JP2008234110A - Semiconductor integrated circuit design method and design apparatus therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体集積回路の設計方法に関し、特にメモリセルが搭載された半導体集積回路の設計方法に関する。 The present invention relates to a method for designing a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a method for designing a semiconductor integrated circuit in which a memory cell is mounted.
半導体集積回路の電源配線は、通常、網の目状またはそれに準じた配線構造をなしており、半導体集積回路のI/O(Input/Output)セルがチップ外周部に配置され、外部の電極からI/Oセルを介して供給される電源が内部に網の目状に広がる電源配線網に供給される。従って、半導体集積回路に配置されたRAM(Random Access Memory)などのメモリセルや周辺回路部に電源配線網を介して電源が供給される。なお、メモリセルや周辺回路部などの配置には、回路図をもとにレイアウトデータの配置配線(P&R:Place and Route)を自動的に行う方法が多く利用されている。 The power supply wiring of a semiconductor integrated circuit usually has a net-like or similar wiring structure, and I / O (Input / Output) cells of the semiconductor integrated circuit are arranged on the outer periphery of the chip and are connected to external electrodes. The power supplied via the I / O cell is supplied to a power supply wiring network that spreads in a mesh pattern inside. Accordingly, power is supplied to a memory cell such as a RAM (Random Access Memory) disposed in the semiconductor integrated circuit and a peripheral circuit section through the power supply wiring network. For the placement of memory cells, peripheral circuit portions, etc., a method of automatically performing layout and placement (P & R: Place and Route) of layout data based on a circuit diagram is often used.
ところが、半導体集積回路の内部各点の電流の消費により、チップの中心部に向うにつれて、電源配線網における電圧ドロップが大きくなる。すなわち、半導体集積回路の周辺部では電源配線網上の電圧が高く、中心に向うにつれて電源配線上の電圧が低くなる。例えば、チップ中心にメモリセルとして、0.9Vまでの動作補償がされているRAMが配置され、外部の電極から1.0Vを印加する場合、0.1Vより大きい電圧ドロップではマージン不良が生じてしまうことになる。 However, due to current consumption at each point inside the semiconductor integrated circuit, a voltage drop in the power supply wiring network increases toward the center of the chip. That is, the voltage on the power supply wiring network is high in the peripheral part of the semiconductor integrated circuit, and the voltage on the power supply wiring is lowered toward the center. For example, when a RAM whose operation is compensated up to 0.9V is arranged as a memory cell at the center of the chip, and 1.0V is applied from an external electrode, a margin drop occurs when a voltage drop is greater than 0.1V. Will end up.
このような問題に対して、チップの中心部の電圧ドロップを低減するために、チップ外周部の電源リングから、チップ中心部に設けた電源リングに直接電圧供給を行う(例えば、特許文献1参照。)などの方法が行われていた。
しかし、特許文献1はメモリセルや周辺回路部の配置がP&Rにより自動的に行われるため、周辺回路部による電圧ドロップの影響をメモリセルが受けるという問題点があった。 However, since Patent Document 1 automatically arranges memory cells and peripheral circuit portions by P & R, there is a problem that the memory cells are affected by voltage drop by the peripheral circuit portions.
具体的には、配置配線によって、メモリセルの近傍に消費電極が大きな周辺回路部が自動的に配置されると、この周辺回路部のために電圧ドロップが生じ、メモリセルはその影響を受ける可能性が大きくなる。 Specifically, if a peripheral circuit portion with a large consumption electrode is automatically placed in the vicinity of the memory cell due to the placement and routing, a voltage drop occurs due to this peripheral circuit portion, and the memory cell may be affected by the voltage drop. Increases sex.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、安定した電源供給を実現し、動作の信頼性が向上した半導体集積回路の設計方法およびその設計装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit design method and a design apparatus that realize stable power supply and improved operation reliability.
本発明では上記課題を解決するために、メモリセルが搭載された半導体集積回路の設計方法において、図1に示すように、レイアウトデータを記憶するレイアウトデータ記憶手段を参照して、電極部から直接電源供給されるメモリセルと、周辺回路部とで構成されるチップを設計し(S11)、電圧ドロップが生じないとしてメモリセルおよび周辺回路部の消費電力を計算して、消費電力を消費電力データ記憶手段に記憶させ(S12)、電圧ドロップ基準値記憶手段が記憶するメモリセルの電圧ドロップの基準値と、メモリセルの消費電力とを参照してメモリセルが基準値を満たすか否かを判定し、基準値を満たさない場合、メモリセルが基準値を満たすまでメモリセルのレイアウトデータを変更し(S13)、基準値を満たす場合、電圧ドロップ基準値記憶手段がさらに記憶する周辺回路部の基準値と、周辺回路部の消費電力とを参照して周辺回路部が周辺回路部の基準値を満たすか否かを判定し、周辺回路部の基準値を満たさない場合、周辺回路部の基準値を満たすまで周辺回路部のレイアウトデータを変更する(S14)ことを特徴とする半導体集積回路の設計方法が提供される。 In the present invention, in order to solve the above-described problem, in a method for designing a semiconductor integrated circuit in which memory cells are mounted, as shown in FIG. 1, a layout data storage means for storing layout data is referred to directly from an electrode portion. A chip composed of a memory cell to be supplied with power and a peripheral circuit unit is designed (S11), and the power consumption of the memory cell and the peripheral circuit unit is calculated assuming that no voltage drop occurs. It is stored in the storage means (S12), and it is determined whether or not the memory cell satisfies the reference value with reference to the voltage drop reference value of the memory cell stored in the voltage drop reference value storage means and the power consumption of the memory cell. If the reference value is not satisfied, the layout data of the memory cell is changed until the memory cell satisfies the reference value (S13). The peripheral circuit unit determines whether or not the peripheral circuit unit satisfies the reference value of the peripheral circuit unit with reference to the reference value of the peripheral circuit unit and the power consumption of the peripheral circuit unit further stored by the drop reference value storage unit. If the reference value of the peripheral circuit portion is not satisfied, the layout data of the peripheral circuit portion is changed until the reference value of the peripheral circuit portion is satisfied (S14).
このような半導体集積回路の設計方法によれば、レイアウトデータを参照して、チップが設計され、電圧ドロップが生じていないものとして設計されたチップのメモリセルおよび周辺回路部の消費電力が計算され、消費電力と電圧ドロップの基準値とを参照して、電極部から直接電源が供給されるチップ上のメモリセルの配置が電圧ドロップの基準値を満たすように決定されて、その後、同様に周辺回路部の配置が電圧ドロップの基準値を満たすように決定されるようになる。 According to such a semiconductor integrated circuit design method, the chip is designed with reference to the layout data, and the power consumption of the memory cell and the peripheral circuit portion of the chip designed as having no voltage drop is calculated. Referring to the power consumption and the voltage drop reference value, the arrangement of the memory cells on the chip to which power is directly supplied from the electrode unit is determined so as to satisfy the voltage drop reference value, and then the peripheral The arrangement of the circuit unit is determined so as to satisfy the reference value of the voltage drop.
また、本発明では上記課題を解決するために、メモリセルが搭載された半導体集積回路の設計装置において、レイアウトデータを記憶するレイアウトデータ記憶手段と、消費電力を記憶する消費電力データ記憶手段と、前記メモリセルおよび周辺回路部の電圧ドロップの基準値を記憶する電圧ドロップ基準値記憶手段と、前記レイアウトデータ記憶手段を参照して前記メモリセルおよび前記周辺回路部から構成されるチップを設計するレイアウト設計手段と、前記電圧ドロップが生じないとした前記メモリセルおよび前記周辺回路部の前記消費電力を計算する消費電力計算手段と、前記電圧ドロップ基準値記憶手段と前記消費電力データ記憶手段とを参照して前記メモリセルまたは前記周辺回路部が前記電圧ドロップの前記基準値を満たすか否かを判定する電源配線網判定手段と、前記基準値を満たさない場合、前記電源配線網判定手段の解析結果を参照して、前記基準値を満たすまで前記メモリセルまたは前記周辺回路部の前記レイアウトデータを更新するレイアウト変更手段と、を有することを特徴とする半導体集積回路の設計装置が提供される。 According to the present invention, in order to solve the above problems, in a semiconductor integrated circuit design apparatus in which a memory cell is mounted, layout data storage means for storing layout data, power consumption data storage means for storing power consumption, Voltage drop reference value storage means for storing a voltage drop reference value for the memory cell and peripheral circuit section, and a layout for designing a chip composed of the memory cell and the peripheral circuit section with reference to the layout data storage means Refer to design means, power consumption calculation means for calculating the power consumption of the memory cell and the peripheral circuit section in which the voltage drop does not occur, the voltage drop reference value storage means, and the power consumption data storage means. Whether the memory cell or the peripheral circuit portion satisfies the reference value of the voltage drop A power supply wiring network determination means for determining whether or not the reference value is satisfied, the analysis result of the power supply wiring network determination means is referred to, and the layout of the memory cell or the peripheral circuit section until the reference value is satisfied There is provided a design apparatus for a semiconductor integrated circuit, comprising layout changing means for updating data.
このような半導体集積回路の設計装置によれば、レイアウトデータを参照して、チップが設計され、電圧ドロップが生じていないものとして設計されたチップのメモリセルおよび周辺回路部の消費電力が計算され、消費電力と電圧ドロップの基準値とを参照して、電極部から直接電源が供給されるチップ上のメモリセルの配置が電圧ドロップの基準値を満たすように決定されて、その後に同様に周辺回路部の配置が電圧ドロップの基準値を満たすように決定されたチップが形成されるようになる。 According to such a semiconductor integrated circuit design apparatus, the power consumption of the memory cell and the peripheral circuit portion of the chip designed as a chip designed with no voltage drop is calculated with reference to the layout data. Referring to the power consumption and the voltage drop reference value, the arrangement of the memory cells on the chip to which power is directly supplied from the electrode section is determined so as to satisfy the voltage drop reference value, and then the peripheral A chip determined so that the arrangement of the circuit portion satisfies the reference value of the voltage drop is formed.
本発明では、レイアウトデータを参照して、チップを設計し、電圧ドロップが生じていないものとして設計されたチップのメモリセルおよび周辺回路部の消費電力を計算し、消費電力と電圧ドロップの基準値とを参照して、電極部から直接電源が供給されるチップ上のメモリセルの配置を電圧ドロップの基準値を満たすように決定し、その後、同様に周辺回路部の配置を電圧ドロップの基準値を満たすように決定するようにした。これにより、電極から直接電源供給されるメモリセルに対してチップの中心部につれて生じる電圧ドロップを抑えることができ、電圧ドロップが生じた場合でも、メモリセルの位置や配線を変化させることで電圧ドロップを抑えることが可能となる。メモリセルの位置や配線の決定後、さらに、周辺回路部についても同様にして、電圧ドロップを抑えることが可能となる。従って、チップに安定して電源を供給でき、動作の信頼性が向上した半導体集積回路を実現することができる。 In the present invention, the chip is designed with reference to the layout data, the power consumption of the memory cell and the peripheral circuit portion of the chip designed as a voltage drop is not calculated, and the reference value of the power consumption and the voltage drop Referring to the above, the memory cell arrangement on the chip to which power is directly supplied from the electrode section is determined so as to satisfy the voltage drop reference value, and then the peripheral circuit section arrangement is similarly set to the voltage drop reference value. It was decided to satisfy. This makes it possible to suppress voltage drops that occur along the center of the chip for memory cells that are directly powered from the electrodes. Even when voltage drops occur, voltage drops can be achieved by changing the memory cell position and wiring. Can be suppressed. After determining the position and wiring of the memory cell, the voltage drop can be suppressed in the same manner for the peripheral circuit portion. Therefore, it is possible to realize a semiconductor integrated circuit in which power can be stably supplied to the chip and operation reliability is improved.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
まず、本発明に至る過程で考えられる従来の形態について説明し、それに対して本発明の概要および実施の形態について順に説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments.
First, a description will be given of a conventional form considered in the process leading to the present invention, and an outline and an embodiment of the present invention will be sequentially described.
図12は、従来の設計フローの概要図である。
設計フロー500は、設計開始後、大きく分けて、レイアウト設計工程(S501)、消費電力計算工程(S502)そしてマクロセル配置決定工程(S503)の3つの工程によって構成されている。以下、各工程について説明する。
FIG. 12 is a schematic diagram of a conventional design flow.
The design flow 500 is roughly divided into three steps after the start of design: a layout design step (S501), a power consumption calculation step (S502), and a macro cell arrangement determination step (S503). Hereinafter, each step will be described.
[ステップS501]レイアウト設計工程において、レイアウトデータを参照してメモリセルおよび周辺回路部などのマクロセルで構成されるチップを設計する。
[ステップS502]消費電力計算工程において、ステップS501で設計されたチップに電圧ドロップが生じないと仮定して、マクロセルの消費電力を計算し、リスト化する。
[Step S501] In a layout design process, a chip composed of a memory cell and a macro cell such as a peripheral circuit section is designed with reference to layout data.
[Step S502] In the power consumption calculation process, assuming that no voltage drop occurs in the chip designed in step S501, the power consumption of the macro cell is calculated and listed.
[ステップS503]マクロセル配置決定工程において、ステップS502にて計算され、リスト化された消費電力と、予め設定されてあるマクロセルの電圧ドロップの基準値とを参照して、ステップS501で設計されたチップを構成するマクロセルの電圧ドロップが基準値を満たすか否かを解析、判定する。 [Step S503] In the macro cell placement determination step, the chip designed in Step S501 is referred to with reference to the power consumption calculated and listed in Step S502 and the preset reference value of the macro cell voltage drop. It is analyzed and determined whether or not the voltage drop of the macro cell that constitutes satisfies a reference value.
マクロセルの電圧ドロップが基準値を満たさない場合、マクロセルの電圧ドロップが基準値を満たすまで、マクロセルに関するレイアウトデータを変更するとともに変更されたレイアウトデータに従ってレイアウト設計を行う。そして、マクロセルのチップ上における位置や配線などを自動的に決定する。 When the voltage drop of the macro cell does not satisfy the reference value, the layout data regarding the macro cell is changed and the layout design is performed according to the changed layout data until the voltage drop of the macro cell satisfies the reference value. Then, the position of the macro cell on the chip, the wiring, etc. are automatically determined.
このような設計フロー500によってチップの設計が行われていたが、実際には所望のチップは得られずに、電圧ドロップが生じていた。
図13は、従来の設計フローによるチップの模式図であって、図14は、従来の設計フローによる電源配線網模式図である。
A chip was designed by such a design flow 500, but in reality, a desired chip could not be obtained and a voltage drop occurred.
FIG. 13 is a schematic diagram of a chip according to a conventional design flow, and FIG. 14 is a schematic diagram of a power supply wiring network according to a conventional design flow.
チップ510は、図13に示すように、四隅に電極511が設けられており、設計フロー500によってメモリセル512がチップ510のほぼ中央部に設置されている。なお、周辺回路部については記載を省略している。
As shown in FIG. 13, the chip 510 is provided with electrodes 511 at the four corners, and the
設計フロー500では、電圧ドロップを考慮し、マクロセルは自動的に配置されるものの、図13のように、メモリセル512がチップ510の中央部に配置される可能性があり、この場合、メモリセル512に電圧ドロップが生じてしまう。
In the design flow 500, the macro cell is automatically arranged in consideration of voltage drop. However, as shown in FIG. 13, the
また、電源配線網510aは、図14に示すように、チップ510の電源配線網の模式図であって、メモリセル512および周辺回路部513a,513bが電極VDD511aと電極VSS511bとの間に並列に配線抵抗514を介して接続されている。
Further, as shown in FIG. 14, the power supply network 510a is a schematic diagram of the power supply network of the chip 510, in which the
設計フロー500によって、図14に示すようにメモリセル512および周辺回路部513a,513bのマクロセルが自動的に配置されたとして、周辺回路部513bの消費電力が大きい場合、周辺回路部513bでは電圧ドロップが生じて、メモリセル512に影響を与えてしまう。
As shown in FIG. 14, when the design cell 500 automatically arranges the
このような設計フローに対して、本発明の概要について以下に説明する。
図1は、本発明の設計フローの概要図である。
設計フロー10は、設計開始後、大きく分けて、レイアウト設計工程(S11)、消費電力計算工程(S12)、メモリセル配置決定工程(S13)そして周辺回路部配置決定工程(S14)の4つの工程によって構成されている。以下、各工程について説明する。
The outline of the present invention will be described below with respect to such a design flow.
FIG. 1 is a schematic diagram of the design flow of the present invention.
The design flow 10 is roughly divided into four steps after the start of design: a layout design step (S11), a power consumption calculation step (S12), a memory cell placement determination step (S13), and a peripheral circuit portion placement determination step (S14). It is constituted by. Hereinafter, each step will be described.
[ステップS11]レイアウト設計工程において、レイアウトデータを参照して、電極から直接電源供給されるメモリセルと、周辺回路部とで構成されるチップを設計する。
[ステップS12]消費電力計算工程において、ステップS11で設計したチップに電圧ドロップが生じないと仮定して、メモリセルおよび周辺回路部の消費電力を計算し、リスト化する。
[Step S11] In the layout design process, referring to the layout data, a chip composed of a memory cell directly supplied with power from the electrode and a peripheral circuit portion is designed.
[Step S12] In the power consumption calculation process, assuming that no voltage drop occurs in the chip designed in step S11, the power consumption of the memory cell and the peripheral circuit section is calculated and listed.
[ステップS13]メモリセル配置決定工程において、ステップS12にて計算され、リスト化された消費電力と、予め設定されてあるメモリセルの電圧ドロップの基準値とを参照して、メモリセルの電圧ドロップが基準値を満たすか否かを判定する。 [Step S13] In the memory cell arrangement determination step, the voltage drop of the memory cell is determined by referring to the power consumption calculated and listed in step S12 and the preset reference value of the voltage drop of the memory cell. Whether or not satisfies the reference value.
基準値を満たさない場合、メモリセルの電圧ドロップが基準値を満たすまで、メモリセルに関するレイアウトデータを変更するとともに、変更したレイアウトデータに従ってレイアウト設計を行う。そして、メモリセルのチップ上における位置や電極からの配線および配線数などを自動的に決定する。 If the reference value is not satisfied, the layout data relating to the memory cell is changed and the layout design is performed according to the changed layout data until the voltage drop of the memory cell satisfies the reference value. Then, the position of the memory cell on the chip, the wiring from the electrode, the number of wirings, and the like are automatically determined.
[ステップS14]周辺回路部配置決定工程において、ステップS13にてメモリセルが基準値を満たすと、次に、ステップS12にて計算され、リスト化された消費電力と、予め設定してある周辺回路部の電圧ドロップの基準値とを参照して、周辺回路部の電圧ドロップが周辺回路部の基準値を満たすか否かが解析、判定される。 [Step S14] In the peripheral circuit portion arrangement determination step, when the memory cell satisfies the reference value in step S13, the power consumption calculated and listed in step S12 and the preset peripheral circuit With reference to the reference value of the voltage drop of the part, it is analyzed and determined whether or not the voltage drop of the peripheral circuit part satisfies the reference value of the peripheral circuit part.
周辺回路部の電圧ドロップが基準値を満たさない場合、周辺回路部の電圧ドロップが基準値を満たすまで、周辺回路部に関するレイアウトデータを変更するとともに変更したレイアウトデータに従ってレイアウト設計を行う。そして、周辺回路部のチップ上における位置や配線などを自動的に決定する。そして、周辺回路部の電圧ドロップが基準値を満たす場合、メモリセルおよび周辺回路部の電圧ドロップの基準値が満たされたチップが設計される。 When the voltage drop of the peripheral circuit unit does not satisfy the reference value, the layout data regarding the peripheral circuit unit is changed and the layout design is performed according to the changed layout data until the voltage drop of the peripheral circuit unit satisfies the reference value. Then, the position and wiring of the peripheral circuit portion on the chip are automatically determined. When the voltage drop of the peripheral circuit portion satisfies the reference value, a chip that satisfies the reference value of the voltage drop of the memory cell and the peripheral circuit portion is designed.
以上、本発明の設計フロー10では、チップ上のマクロセルであるメモリセルおよび周辺回路部のそれぞれについて、電圧ドロップを考慮して配置配線の決定を行った、すなわち、電極から直接電源が供給されるメモリセルの位置や配線を、電圧ドロップを考慮して決定したのちに、同様に周辺回路部の位置や配線を決定するようにした。このため、電極から直接電源供給されるメモリセルに対してチップの中心部につれて生じる電圧ドロップを抑えることができ、電圧ドロップが生じた場合でも、メモリセルの位置や配線を変化させることで電圧ドロップを抑えることが可能となる。メモリセルの位置や配線の決定後、さらに、周辺回路部についても同様にして、電圧ドロップを抑えることが可能となる。従って、チップに安定して電源を供給でき、動作の信頼性が向上した半導体集積回路を実現することができる。 As described above, in the design flow 10 of the present invention, the placement and routing are determined in consideration of the voltage drop for each of the memory cell that is a macro cell on the chip and the peripheral circuit unit, that is, power is directly supplied from the electrode. After determining the position and wiring of the memory cell in consideration of the voltage drop, the position and wiring of the peripheral circuit portion are similarly determined. For this reason, the voltage drop that occurs along the center of the chip can be suppressed with respect to the memory cell that is directly supplied with power from the electrode. Even if a voltage drop occurs, the voltage drop can be reduced by changing the position and wiring of the memory cell. Can be suppressed. After determining the position and wiring of the memory cell, the voltage drop can be suppressed in the same manner for the peripheral circuit portion. Therefore, it is possible to realize a semiconductor integrated circuit in which power can be stably supplied to the chip and operation reliability is improved.
この本発明の概要を踏まえて、以下に実施の形態について説明する。
第1の実施の形態では、メモリセルとして設置したRAMの電圧ドロップの基準値を満たすために、RAMの配線本数に関わるレイアウトデータを変更する場合を例にして説明している。
Based on the outline of the present invention, embodiments will be described below.
In the first embodiment, an example has been described in which layout data related to the number of wirings of a RAM is changed in order to satisfy a voltage drop reference value of a RAM installed as a memory cell.
図2は、本発明の半導体集積回路の設計装置のハードウェア構成を示す図である。
半導体集積回路の設計装置100は、CPU(Central Processing Unit)101によって装置全体が制御されている。CPU101には、バス106を介してRAM102、ハードディスクドライブ(HDD:Hard Disk Drive)103、グラフィック処理装置104および入力インタフェース105が接続されている。
FIG. 2 is a diagram showing a hardware configuration of a semiconductor integrated circuit design apparatus according to the present invention.
The semiconductor integrated
RAM102には、CPU101に実行させるOS(Operating System)プログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、RAM102には、CPU101による処理に必要な各種データが格納される。HDD103には、OSプログラムやアプリケーションプログラムが格納される。
The
グラフィック処理装置104には、モニタ21が接続されている。グラフィック処理装置104は、CPU101からの命令に従って、画像をモニタ21の画面に表示させる。
入力インタフェース105には、キーボード22とマウス23とが接続されている。入力インタフェース105は、キーボード22やマウス23から送られてくる信号を、バス106を介してCPU101に送信する。
A
A
以上のようなハードウェア構成によって、本実施の形態の処理機能を実現することができる。
次に、半導体集積回路の設計装置100のモジュール構成について説明する。
With the hardware configuration as described above, the processing functions of the present embodiment can be realized.
Next, the module configuration of the semiconductor integrated
図3は、本発明の半導体集積回路の設計装置の機能を示すブロック図である。
半導体集積回路の設計装置100は、レイアウトデータ記憶部110、消費電力データ記憶部120、電圧ドロップ基準値記憶部130、チップファイル記憶部140、レイアウト設計部150、消費電力計算部160および配置決定部170により構成され、さらに配置決定部170は、電源配線網解析部170aおよび電源配線網判定部170bにより構成されている。なお、レイアウト設計部150は、キーボード22およびマウス23を通じて開発者からの入力を受け付けることができる。また、レイアウト設計部150および配置決定部170は、モニタ21の画面に最後の処理結果を表示することができる。
FIG. 3 is a block diagram showing functions of the semiconductor integrated circuit design apparatus of the present invention.
A semiconductor integrated
レイアウトデータ記憶部110は、レイアウトデータを格納する。なお、レイアウトデータは、所望の半導体集積回路の設計仕様によって適宜設定することができる。
消費電力データ記憶部120は、リスト化された消費電力を格納する。
The layout
The power consumption
電圧ドロップ基準値記憶部130は、RAMおよび周辺回路部の電圧ドロップの基準値を格納する。なお、それぞれの基準値は所望の半導体集積回路の設計仕様によって適宜設定することができる。
The voltage drop reference
チップファイル記憶部140は、最終的に設計されたチップをファイルとして格納する。
レイアウト設計部150は、レイアウトデータ記憶部110を参照して、RAMおよび周辺回路部を有するチップを設計する。
The chip
The
消費電力計算部160は、レイアウト設計部150にて設計したチップに電圧ドロップが生じないと仮定して、RAMおよび周辺回路部の消費電力を計算し、リスト化して消費電力データ記憶部120に格納する。
The power
配置決定部170は、RAMまたは周辺回路部の電圧ドロップが基準値を満たすか否かを判定し、満たさなければ、RAMまたは周辺回路部が電圧ドロップの基準値を満たすまでレイアウトデータを変更する。RAMおよび周辺回路部の電圧ドロップが基準値を満たせば、チップの設計が終了する。なお、配置決定部170の各要素について以下に説明する。
The
電源配線網解析部170aは、消費電力データ記憶部120を参照して、RAMまたは周辺回路部の電圧ドロップを解析する。
電源配線網判定部170bは、電源配線網解析部170aによる解析結果と、電圧ドロップ基準値記憶部130を参照して、RAMまたは周辺回路部の基準値を満たすか否かを判定する。
The power supply
The power supply wiring
なお、RAMまたは周辺回路部が電圧ドロップの基準値を満たさない場合、レイアウト設計部150は、RAMまたは周辺回路部に関するレイアウトデータを変更する。
次に、このような半導体集積回路の設計装置により行われる処理について、設計フローを利用して説明する。
When the RAM or the peripheral circuit unit does not satisfy the voltage drop reference value, the
Next, processing performed by such a semiconductor integrated circuit design apparatus will be described using a design flow.
図4は、本発明の半導体集積回路の設計装置の処理手順を示す設計フローである。
このような半導体集積回路の設計装置100により行われる処理について、設計フロー20を利用して説明する。
FIG. 4 is a design flow showing a processing procedure of the semiconductor integrated circuit design apparatus of the present invention.
Processing performed by the semiconductor integrated
[ステップS21]レイアウト設計部150は、レイアウトデータ記憶部110を参照して、RAMおよび周辺回路部を有するチップを設計する。この時、RAMの配線は電極から直接電源が供給されるように設計する。
[Step S21] The
[ステップS22]消費電力計算部160は、ステップS21にて設計したチップに電圧ドロップが生じないと仮定して、RAMおよび周辺回路部の消費電力を計算し、リスト化して消費電力データ記憶部120に格納する。また、後に説明するステップS26,S29にて、レイアウトデータが変更されると、それに応じて、改めて消費電力を計算して、計算結果は同様に消費電力データ記憶部120に格納する。
[Step S22] The power
[ステップS23]電源配線網判定部170bは、初回の処理では、判定を行わずに、ステップS24へ進められる。そして2回目以降の処理では、初回のステップS25の判定結果を参照して、RAMの電圧ドロップがRAMの基準値を満たすか否かを判定して、RAMの基準値を満たさない場合は、ステップS24へ進められ、満たす場合はステップS27へ進められる。同様に、3回目のステップS23の処理を行う時は2回目のステップS25の判定結果を参照するようにして、順次ステップS25の判定結果を参照するようにする。
[Step S23] The power supply wiring
[ステップS24]電源配線網解析部170aは、消費電力データ記憶部120を参照して、RAMの電源配線網を解析する。
[ステップS25]電源配線網判定部170bは、電圧ドロップ基準値記憶部130と、ステップS24の解析結果とを参照して、RAMの電圧ドロップがRAMの基準値を満たすか否かを再び判定する。RAMが基準値を満たさない場合は、ステップS26へ進められ、満たす場合はステップS27へ進められる。
[Step S24] The power supply wiring
[Step S25] The power supply wiring
[ステップS26]RAMが基準値を満たさない場合、レイアウト設計部150は、ステップS24の解析結果を参照し、RAMへの配線本数に関するレイアウトデータを変更する。
[Step S26] When the RAM does not satisfy the reference value, the
[ステップS27]RAMが基準値を満たす場合、電源配線網判定部170bは、ステップS28の電源配線網解析結果と、電圧ドロップ基準値記憶部130とを参照して、周辺回路部の電圧ドロップが周辺回路部の基準値を満たすか否かを判定する。周辺回路部が基準値を満たさない場合は、ステップS29へ進められ、満たす場合は、設計が終了する。
[Step S27] When the RAM satisfies the reference value, the power supply wiring
[ステップS28]電源配線網解析部170aは、消費電力データ記憶部120を参照して、周辺回路部の電源配線網を解析する。
[ステップS29]電源配線網解析部170aは、ステップS28の解析結果を参照し、周辺回路部の配置などに関するレイアウトデータを変更する。
[Step S28] The power supply wiring
[Step S29] The power supply wiring
以上の設計フロー20によって、RAMおよび周辺回路部の電圧ドロップの基準値が満たされたチップが設計される。
このような処理によって設計されたチップおよびその電源配線網について以下に示す。
With the design flow 20 described above, a chip that satisfies the voltage drop reference values of the RAM and the peripheral circuit section is designed.
A chip designed by such processing and its power supply wiring network will be described below.
図5は、第1の実施の形態におけるチップの模式図、図6は、第1の実施の形態における電源配線網模式図である。
図5に示すように、チップ200は、電極201が四隅に、RAM202がチップ200のほぼ中央部に設置されており、RAM202は設計フロー20により配線203を介して電極201から直接電源が供給されるようになっており、RAM202の電圧ドロップが基準値を満たすように配線203の本数が設定されている。なお、図5では周辺回路部の記載は省略している。
FIG. 5 is a schematic diagram of a chip in the first embodiment, and FIG. 6 is a schematic diagram of a power supply wiring network in the first embodiment.
As shown in FIG. 5, the chip 200 is provided with electrodes 201 at four corners and a
また、図6に示すように、電源配線網200aは、チップ200の電源配線網の模式図であって、周辺回路部205a,205bが電極VDD201aと電極VSS201bとの間に配線抵抗204を介して接続されている。そして、RAM202は、周辺回路部205a,205bと並列に、電極VDD201aおよび電極VSS201bに直接配線されているために、周辺回路部205a,205bの消費電力による電圧ドロップによらず、確実に電源が供給される。
Further, as shown in FIG. 6, the power supply wiring network 200a is a schematic diagram of the power supply wiring network of the chip 200, and the
次に、第2の実施の形態について説明する。
第2の実施の形態では、第1の実施の形態と同様にメモリセルとしてRAMを配置しており、RAMの電圧ドロップの基準値を満たすために、RAMの配線本数に加えて、配線幅にも関わるレイアウトデータを変更する場合を例にして説明している。なお、第2の実施の形態では、第1の実施の形態と同様にして半導体集積回路の設計装置100を用いて実現されるものとする。従って、特に断りがない限り、第1の実施の形態と同じ構成要素については、同じ符号を用いて説明を行う。
Next, a second embodiment will be described.
In the second embodiment, a RAM is arranged as a memory cell as in the first embodiment, and in order to satisfy the RAM voltage drop reference value, in addition to the number of RAM wirings, the wiring width is increased. In this example, the layout data involved is changed. In the second embodiment, it is assumed that the semiconductor integrated
第2の実施の形態では、RAMが電圧ドロップの基準値を満たすために、RAMの配線本数に加えて、配線幅にも関わるレイアウトデータを変更する。例えば、1回目のレイアウトデータの変更を行って、配線本数を2本にしたがRAMが基準値を満たさなかった場合、2回目のレイアウトデータの変更の際には、配線幅を1グリッドから2グリッドへ変更するといった具合に設計フロー20のステップS26で配線本数および配線幅に関わるレイアウトデータを変更させて、RAMの電圧ドロップの基準値を満たすようにする。 In the second embodiment, in order for the RAM to satisfy the voltage drop reference value, the layout data related to the wiring width is changed in addition to the number of RAM wirings. For example, when the layout data is changed for the first time and the number of wirings is changed to two but the RAM does not satisfy the reference value, the wiring width is changed from 1 grid to 2 when the layout data is changed for the second time. The layout data related to the number of wirings and the wiring width is changed in step S26 of the design flow 20 so as to change to the grid so as to satisfy the reference value of the voltage drop of the RAM.
図7は、第2の実施の形態におけるチップの模式図である。
このチップ210によれば、図5のチップ200と比べて、配線203aの配線本数が5本から3本に減っているが、配線幅が太くなっていることが分かる。このようにして、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
FIG. 7 is a schematic diagram of a chip in the second embodiment.
According to this chip 210, it can be seen that the number of wirings 203a is reduced from five to three as compared with the chip 200 of FIG. 5, but the wiring width is increased. In this way, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
次に、第3の実施の形態について説明する。
第1,2の実施の形態では、RAMに対して電極から直接電源を供給するようにしたが、第3の実施の形態では、RAMと周辺回路部とへ電源供給する電極を分けて、RAM専用の電極を設けた場合を例にして説明する。
Next, a third embodiment will be described.
In the first and second embodiments, power is directly supplied from the electrodes to the RAM. However, in the third embodiment, the electrodes for supplying power to the RAM and the peripheral circuit unit are separated and the RAM is divided. A case where a dedicated electrode is provided will be described as an example.
RAM専用の電極を設けるために、設計フロー20のステップS21の「レイアウト設計」において、RAMに対して所望の配線を行うように設定することができる。以下に、RAM専用の電極が設けられたチップの1例をあげて説明する。 In order to provide a dedicated electrode for the RAM, it can be set to perform desired wiring for the RAM in the “layout design” in step S21 of the design flow 20. Hereinafter, an example of a chip provided with an electrode dedicated to RAM will be described.
図8は、第3の実施の形態におけるチップの模式図である。
チップ220は、電極201が四隅に、RAM202がチップ220のほぼ中央部に設置されており、RAM202は、設計フロー20により、電極201とは別に設けられた電極201aから配線203bを介して直接電源が供給されて、電圧ドロップが基準値を満たすよう配線203bの配線本数が設定されている。なお、図8でも周辺回路部の記載は省略している。
FIG. 8 is a schematic diagram of a chip according to the third embodiment.
In the chip 220, the electrodes 201 are installed at the four corners, and the
以下にRAM専用の電極が設けられた電源配線網について説明する。
図9は、第3の実施の形態における電源配線網模式図である。
電源配線網220aは、チップ220の電源配線網の模式図であって、周辺回路部205a,205bが電極VDD1221aと電極VSS1221bとの間に配線抵抗224を介して接続されている。そして、RAM202は、電極VDD1221aは別に、新たに設けられた電極VDD2221cと、電極VSS1221bと直接配線されているために、周辺回路部205a,205bの消費電力による電圧ドロップによらず、確実に電源が供給される。
Hereinafter, a power supply wiring network provided with an electrode dedicated to RAM will be described.
FIG. 9 is a schematic diagram of a power supply wiring network in the third embodiment.
The power supply wiring network 220a is a schematic diagram of the power supply wiring network of the chip 220, and the
図10は、第3の実施の形態における他の電源配線網模式図である。
電源配線網220bは、電源配線網220aとは異なる電源配線網であって、周辺回路部205a,205bは電極VDD1221aと電極VSS1221bとの間に配線抵抗224を介して接続されている。そして、RAM202は、別に設けられた電極VDD2221cおよび電極VSS2221dの間に配線抵抗224を介して接続されており、直接電源が供給される。このため、周辺回路部205a,205bの消費電力による電圧ドロップによらず、確実に電源が供給される。
FIG. 10 is a schematic diagram of another power supply wiring network in the third embodiment.
The power supply wiring network 220b is a power supply wiring network different from the power supply wiring network 220a, and the
第4の実施の形態について説明する。
第1〜3の実施の形態では、設計フローの流れとして、RAMの配線決定、周辺回路部の配線決定の順であった。これに対して、第4の実施の形態では、RAMおよび周辺回路部の配線決定順序を入れ替えた場合を例にして説明する。
A fourth embodiment will be described.
In the first to third embodiments, the flow of the design flow is in the order of determining the RAM wiring and determining the peripheral circuit wiring. On the other hand, in the fourth embodiment, a case where the wiring determination order of the RAM and the peripheral circuit unit is switched will be described as an example.
図11は、第4の実施の形態における半導体集積回路の設計装置の処理手順を示す設計フローである。
なお、図11のフローでは図4と同じステップ番号を利用している。但し、「電源配線網判定(RAM)」をステップS25、「第1電源配線網判定(周辺回路部)」をステップS28、「第2電源配線網判定(周辺回路部)」をステップS28aとしている。
FIG. 11 is a design flow showing a processing procedure of the semiconductor integrated circuit design apparatus according to the fourth embodiment.
In the flow of FIG. 11, the same step numbers as in FIG. 4 are used. However, “power supply network determination (RAM)” is step S25, “first power supply network determination (peripheral circuit)” is step S28, and “second power supply network determination (peripheral circuit)” is step S28a. .
設計フロー30では、先に、周辺回路部の配線決定に関する処理を行い、その後に、RAMの配線決定に関する処理を行っており、このフローでも既に説明した実施の形態と同様の効果を得ることができる。 In the design flow 30, processing related to the wiring determination of the peripheral circuit section is performed first, and then processing related to the wiring determination of the RAM is performed, and this flow can also obtain the same effects as those of the embodiments already described. it can.
以上、本発明では、電極から直接電源が供給されるRAMはチップの中心部につれて生じる電圧ドロップを低減させることができ、電圧ドロップが生じても、RAMの位置や配線を変化させることによって、電圧ドロップを抑えることが可能となる。RAMの位置や配線の決定後、さらに、周辺回路部についても同様にして、電圧ドロップを抑えることが可能となる。従って、チップに安定して電源を供給でき、動作の信頼性が向上した半導体集積回路を実現することができる。 As described above, in the present invention, a RAM to which power is directly supplied from an electrode can reduce a voltage drop that occurs along the center of the chip, and even if a voltage drop occurs, a voltage can be reduced by changing the position and wiring of the RAM. Drops can be suppressed. After the RAM position and wiring are determined, the voltage drop can be suppressed in the same manner for the peripheral circuit portion. Therefore, it is possible to realize a semiconductor integrated circuit in which power can be stably supplied to the chip and operation reliability is improved.
100 半導体集積回路の設計装置
110 レイアウトデータ記憶部
120 消費電力データ記憶部
130 電圧ドロップ基準値記憶部
140 チップファイル記憶部
150 レイアウト設計部
160 消費電力計算部
170 配置決定部
170a 電源配線網判定部
170b 電源配線網解析部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
レイアウトデータを記憶するレイアウトデータ記憶手段を参照して、電極部から直接電源供給される前記メモリセルと、周辺回路部とで構成されるチップを設計し、
電圧ドロップが生じないとして前記メモリセルおよび前記周辺回路部の消費電力を計算して、前記消費電力を消費電力データ記憶手段に記憶させ、
電圧ドロップ基準値記憶手段が記憶する前記メモリセルの前記電圧ドロップの基準値と、前記メモリセルの前記消費電力とを参照して前記メモリセルが前記基準値を満たすか否かを判定し、
前記基準値を満たさない場合、前記メモリセルが前記基準値を満たすまで前記メモリセルの前記レイアウトデータを変更し、
前記基準値を満たす場合、前記電圧ドロップ基準値記憶手段がさらに記憶する前記周辺回路部の前記基準値と、前記周辺回路部の前記消費電力とを参照して前記周辺回路部が前記周辺回路部の前記基準値を満たすか否かを判定し、
前記周辺回路部の前記基準値を満たさない場合、前記周辺回路部の前記基準値を満たすまで前記周辺回路部の前記レイアウトデータを変更する
ことを特徴とする半導体集積回路の設計方法。 In a design method of a semiconductor integrated circuit in which a memory cell is mounted,
With reference to the layout data storage means for storing the layout data, a chip composed of the memory cell that is directly supplied with power from the electrode portion and the peripheral circuit portion is designed,
Calculate the power consumption of the memory cell and the peripheral circuit section as no voltage drop occurs, and store the power consumption in the power consumption data storage means,
Determining whether or not the memory cell satisfies the reference value by referring to the voltage drop reference value of the memory cell stored by the voltage drop reference value storage means and the power consumption of the memory cell;
If the reference value is not satisfied, the layout data of the memory cell is changed until the memory cell satisfies the reference value,
When the reference value is satisfied, the peripheral circuit unit refers to the reference value of the peripheral circuit unit further stored by the voltage drop reference value storage unit and the power consumption of the peripheral circuit unit, and the peripheral circuit unit Whether or not the reference value is satisfied,
When the reference value of the peripheral circuit portion is not satisfied, the layout data of the peripheral circuit portion is changed until the reference value of the peripheral circuit portion is satisfied.
レイアウトデータを記憶するレイアウトデータ記憶手段と、
消費電力を記憶する消費電力データ記憶手段と、
前記メモリセルおよび周辺回路部の電圧ドロップの基準値を記憶する電圧ドロップ基準値記憶手段と、
前記レイアウトデータ記憶手段を参照して前記メモリセルおよび前記周辺回路部から構成されるチップを設計するレイアウト設計手段と、
前記電圧ドロップが生じないとした前記メモリセルおよび前記周辺回路部の前記消費電力を計算する消費電力計算手段と、
前記電圧ドロップ基準値記憶手段と前記消費電力データ記憶手段とを参照して前記メモリセルまたは前記周辺回路部が前記電圧ドロップの前記基準値を満たすか否かを判定する電源配線網判定手段と、
前記基準値を満たさない場合、前記電源配線網判定手段の解析結果を参照して、前記基準値を満たすまで前記メモリセルまたは前記周辺回路部の前記レイアウトデータを更新するレイアウト変更手段と、
を有することを特徴とする半導体集積回路の設計装置。 In a semiconductor integrated circuit design apparatus equipped with a memory cell,
Layout data storage means for storing layout data;
Power consumption data storage means for storing power consumption;
Voltage drop reference value storage means for storing a voltage drop reference value of the memory cell and the peripheral circuit unit;
Layout design means for designing a chip composed of the memory cell and the peripheral circuit section with reference to the layout data storage means;
A power consumption calculating means for calculating the power consumption of the memory cell and the peripheral circuit section that the voltage drop does not occur;
Power wiring network determination means for determining whether the memory cell or the peripheral circuit unit satisfies the reference value of the voltage drop with reference to the voltage drop reference value storage means and the power consumption data storage means;
If the reference value is not satisfied, referring to the analysis result of the power wiring network determination means, layout changing means for updating the layout data of the memory cell or the peripheral circuit unit until the reference value is satisfied;
An apparatus for designing a semiconductor integrated circuit, comprising:
Priority Applications (1)
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| JP2007070071A JP2008234110A (en) | 2007-03-19 | 2007-03-19 | Semiconductor integrated circuit design method and design apparatus therefor |
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|---|---|---|---|---|
| US10375061B2 (en) | 2010-08-31 | 2019-08-06 | Hideharu Ogawa | Communication apparatus, reminder apparatus, and information recording medium |
| CN112464598A (en) * | 2020-12-09 | 2021-03-09 | 长江存储科技有限责任公司 | Voltage drop determination method, determination device, and computer-readable storage medium |
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| US10375061B2 (en) | 2010-08-31 | 2019-08-06 | Hideharu Ogawa | Communication apparatus, reminder apparatus, and information recording medium |
| CN112464598A (en) * | 2020-12-09 | 2021-03-09 | 长江存储科技有限责任公司 | Voltage drop determination method, determination device, and computer-readable storage medium |
| CN112464598B (en) * | 2020-12-09 | 2024-02-23 | 长江存储科技有限责任公司 | Voltage drop determination method, determination device and computer-readable storage medium |
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