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JP2017174394A - Semiconductor integrated circuit and clock supply method for semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit and clock supply method for semiconductor integrated circuit Download PDF

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JP2017174394A JP2016241633A JP2016241633A JP2017174394A JP 2017174394 A JP2017174394 A JP 2017174394A JP 2016241633 A JP2016241633 A JP 2016241633A JP 2016241633 A JP2016241633 A JP 2016241633A JP 2017174394 A JP2017174394 A JP 2017174394A
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Abstract

【課題】クロック信号の配線遅延や波形の乱れを抑制し高速動作を可能にする半導体集積回路の提供。【解決手段】長方形形状の半導体基板上に形成された半導体集積回路は、取得する制御基準クロック信号に基づいて複数の制御クロック信号を生成する同一機能の複数のタイミング生成回路と;互いに面積が略等しい回路ブロックに分割される並列処理回路部と;を備え、各回路ブロックには対応する各タイミング生成回路から複数の制御クロック信号が入力され、各回路ブロックでは入力された複数の制御クロック信号に夫々対応する複数のクロック分配網が形成されており、並列処理回路部は各クロック分配網毎に並列に処理可能であり、各クロック分配網は、入力バッファ回路と;該入力バッファ回路と直列に接続され回路ブロックの半導体基板の長手方向に対して中央付近に配置されるクロックバッファ回路と;クロックバッファ回路から出力される制御出力クロック信号が分配されて供給される複数の末端素子と;を備える。【選択図】図1A semiconductor integrated circuit capable of high-speed operation by suppressing wiring delay and waveform disturbance of a clock signal. A semiconductor integrated circuit formed on a rectangular semiconductor substrate includes a plurality of timing generation circuits having the same function that generate a plurality of control clock signals based on a control reference clock signal to be acquired; A parallel processing circuit section divided into equal circuit blocks; each circuit block receives a plurality of control clock signals from each corresponding timing generation circuit, and each circuit block receives a plurality of control clock signals input thereto. A plurality of clock distribution networks corresponding to each other are formed, and the parallel processing circuit unit can process each clock distribution network in parallel. Each clock distribution network includes an input buffer circuit; and the input buffer circuit in series. A clock buffer circuit connected and arranged near the center with respect to the longitudinal direction of the semiconductor substrate of the circuit block; Comprises; control output clock signals output from the plurality of terminal devices to be supplied is distributed. [Selection] Figure 1

Description

本発明は半導体集積回路及び半導体集積回路のクロック供給方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit and a clock supply method for the semiconductor integrated circuit.

近年、半導体集積回路の微細化、高集積化に伴い、クロック配線は細く、間隔は狭くなっている、そのため、配線抵抗や配線容量の増大による、クロック信号の配線遅延による到達タイミングのずれ(クロックスキュー)や信号電圧の減衰、立ち上がり立ち下がり特性の急峻さの悪化といった問題が発生している。   In recent years, with the miniaturization and high integration of semiconductor integrated circuits, the clock wiring has become thinner and the interval has become narrower. Therefore, the arrival timing shift due to the delay of the clock signal due to the increase in wiring resistance and wiring capacity (clock clock). Cue), signal voltage attenuation, and steepness of rise / fall characteristics have occurred.

一般的に、半導体集積回路の内部動作はクロック信号に同期して行われるため、上記の問題が許容値を超えて発生した場合、誤った信号を取り込んだり、出力にひげ状のノイズが発生したりと、回路を誤動作させる可能性がある。   In general, the internal operation of a semiconductor integrated circuit is performed in synchronization with a clock signal, so if the above problem occurs beyond the allowable value, an incorrect signal may be taken in or beard-like noise may be generated at the output. In some cases, the circuit may malfunction.

そこで、低クロックスキュー化の方法として、クロック信号の入力端子から末端の素子まで、複数のバッファ回路を設けて、クロック供給線をツリー状に接続する方法、つまり、クロック配線を2本、4本、8本、…と次第に分配させ、かつ各段にバッファ回路の負荷容量を等しくするようにクロック信号分配系を構築する技術が考えられ既に知られている。   Therefore, as a method for reducing the clock skew, a method in which a plurality of buffer circuits are provided from the input terminal of the clock signal to the end element and the clock supply lines are connected in a tree shape, that is, two clock wirings and four clock wirings are provided. , Eight,..., And a technique for constructing a clock signal distribution system so that the load capacity of the buffer circuit is made equal to each stage is already known.

しかし、今までのクロック配線をツリー状に分配する方法は、各ノード間の配線を等長かつ等容量となるように設計する必要があるため、回路は複雑となり、設計は困難となる。特に、半導体チップの縦横比が数十倍ともなることが一般的である固体撮像素子(リニアセンサなど)においては、面積などによる設計の制約から多段のバッファ回路を配置することが難しい。また、配線長や負荷容量を揃えた配線設計は困難であり、クロック信号の配線遅延や波形の乱れを抑制できず、高速動作が難しいという問題があった。   However, the conventional method of distributing the clock wiring in a tree shape requires that the wiring between the nodes be designed to have the same length and the same capacity, so that the circuit becomes complicated and difficult to design. Particularly in a solid-state imaging device (such as a linear sensor) in which the aspect ratio of a semiconductor chip is generally several tens of times, it is difficult to arrange a multistage buffer circuit due to design restrictions due to area and the like. In addition, it is difficult to design a wiring with the same wiring length and load capacity, and it is difficult to control the wiring delay and waveform disturbance of the clock signal, making it difficult to operate at high speed.

そこで、特許文献1では、ノイズの発生を低減させる目的で、横長形状の固体撮像素子において、水平転送バスラインが交差する部分の信号位相が互いに反転する第1のカラムAD回路と第2のカラムAD回路とからなり、当該第1のカラムAD回路51Aと第2のカラムAD回路とを所定数ごとに交互に配置した構成が開示されている。   Therefore, in Patent Document 1, for the purpose of reducing the occurrence of noise, in the horizontally long solid-state imaging device, the first column AD circuit and the second column in which the signal phases of the portions where the horizontal transfer bus lines intersect are mutually inverted. A configuration is disclosed in which the first column AD circuit 51A and the second column AD circuit are alternately arranged for each predetermined number.

別の例として、特許文献2の構成を図10A、図10Bに示す。図10Aは撮像素子の構成を示すブロック図で、図10Bは撮像部・A/D変換部の関係を示す図を示す。独立した駆動信号(sig_1〜sig_2、sig_3〜sig_4)は図中左側に配置される駆動制御部により生成され、画素部やA/D変換器へ供給される。図10Bを参照して、駆動制御部からの信号配線は横一直線に延伸し、画素部やA/D変換器に順次配線が接続される構成となっている。   As another example, the configuration of Patent Document 2 is shown in FIGS. 10A and 10B. FIG. 10A is a block diagram illustrating the configuration of the image sensor, and FIG. 10B is a diagram illustrating the relationship between the image capturing unit and the A / D conversion unit. Independent drive signals (sig_1 to sig_2, sig_3 to sig_4) are generated by a drive control unit arranged on the left side in the drawing and supplied to the pixel unit and the A / D converter. Referring to FIG. 10B, the signal wiring from the drive control unit extends in a horizontal straight line, and the wiring is sequentially connected to the pixel unit and the A / D converter.

特許文献1の構成では、交差する信号配線間のクロストークを低減することは可能であるが、信号配線の配線抵抗や配線容量を低減し、配線遅延や波形の乱れを抑制する構成にはなっていない。   In the configuration of Patent Document 1, it is possible to reduce crosstalk between intersecting signal wirings, but the configuration is such that the wiring resistance and wiring capacitance of signal wirings are reduced and wiring delay and waveform disturbance are suppressed. Not.

特許文献2の構成では、駆動制御部から近傍の画素部やA/D変換器に供給される制御信号と、遠方の画素部やA/D変換器に供給される制御信号との間に、到達時間のズレが生じたり、信号電圧の減衰が生じたりしてしまう。到達時間のズレや、信号電圧の減衰が大きくなると、高速動作させた際に、処理タイミングのミスマッチにより後段のデジタル処理部で正常に処理が行われないという問題が生じるおそれがあった。   In the configuration of Patent Document 2, between a control signal supplied from a drive control unit to a neighboring pixel unit or an A / D converter and a control signal supplied to a remote pixel unit or an A / D converter, The arrival time may be shifted or the signal voltage may be attenuated. If the arrival time shift or the signal voltage attenuation becomes large, there is a possibility that the high-speed operation may cause a problem that processing is not normally performed in the subsequent digital processing unit due to mismatch of processing timing.

そこで、本発明は上記事情に鑑み、クロック信号の配線遅延や波形の乱れを抑制し、適切な高速動作を可能にする、半導体集積回路の提供を目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit that suppresses wiring delay and waveform disturbance of a clock signal and enables appropriate high-speed operation.

上記課題を解決するため、本発明の一態様では、1対の長辺と1対の短辺とを備えた長方形形状の半導体基板上に形成された半導体集積回路は、取得する制御基準クロック信号に基づいて複数の制御クロック信号を生成する同一機能の複数のタイミング生成回路と、前記複数のタイミング生成回路と同数に、互いに面積が略等しい回路ブロックに分割される並列処理回路部と、を備えており、
各回路ブロックには、対応する各タイミング生成回路から、複数の制御クロック信号が入力され、前記各回路ブロックでは、入力された複数の制御クロック信号に夫々対応する、前記複数の制御クロック信号と同数の、複数のクロック分配網が形成され、前記並列処理回路部は各クロック分配網毎に並列に処理可能であり、
前記各クロック分配網は、各制御クロック信号が入力される、入力バッファ回路と、前記入力バッファ回路と直列に接続され、前記回路ブロックの半導体基板の長手方向に対して中央付近に配置されるクロックバッファ回路と、分岐しているクロック配線によって前記クロックバッファ回路と接続され、前記クロックバッファ回路から出力される制御出力クロック信号が分配されて供給される複数の末端素子と、を備えていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, according to one embodiment of the present invention, a semiconductor integrated circuit formed over a rectangular semiconductor substrate having a pair of long sides and a pair of short sides can obtain a control reference clock signal. A plurality of timing generation circuits having the same function that generate a plurality of control clock signals based on the same, and a parallel processing circuit section that is divided into circuit blocks having substantially the same area as the plurality of timing generation circuits. And
Each circuit block receives a plurality of control clock signals from each corresponding timing generation circuit, and each circuit block has the same number as the plurality of control clock signals respectively corresponding to the plurality of input control clock signals. A plurality of clock distribution networks are formed, and the parallel processing circuit unit can process in parallel for each clock distribution network,
Each of the clock distribution networks is connected in series with the input buffer circuit to which each control clock signal is input, and the clock that is arranged near the center with respect to the longitudinal direction of the semiconductor substrate of the circuit block. A buffer circuit and a plurality of terminal elements connected to the clock buffer circuit by branching clock wiring and supplied with a control output clock signal output from the clock buffer circuit. Features.

一態様によれば、半導体集積回路において、クロック信号の配線遅延や波形の乱れを抑制し、高速動作を可能にする。   According to one embodiment, in a semiconductor integrated circuit, wiring delay and waveform disturbance of a clock signal are suppressed, and high-speed operation is enabled.

本発明の一実施形態の半導体集積回路において、2つのタイミング生成回路を左右に配置した場合の構成例。5 is a configuration example when two timing generation circuits are arranged on the left and right in the semiconductor integrated circuit of one embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態の半導体集積回路において、4つのタイミング生成回路を下部に配置した場合の構成例。6 is a configuration example when four timing generation circuits are arranged in the lower part in a semiconductor integrated circuit according to another embodiment of the present invention. 本発明の並列処理回路部に含まれるクロックバッファ回路をインバータの2段構成とした例。The example which made the clock buffer circuit contained in the parallel processing circuit part of this invention the 2 step | paragraph structure of an inverter. 本発明の並列処理回路部に含まれるクロックバッファ回路を、2出力構成とした例。An example in which the clock buffer circuit included in the parallel processing circuit unit of the present invention has a two-output configuration. 本発明の並列処理回路部に含まれるクロックバッファ回路を非反転信号と反転信号を伝達するように構成した例。An example in which a clock buffer circuit included in a parallel processing circuit unit of the present invention is configured to transmit a non-inverted signal and an inverted signal. 図3Aのクロックバッファ回路の一部分であってインバータの接続構成を示す回路図。FIG. 3B is a circuit diagram showing a connection configuration of an inverter, which is a part of the clock buffer circuit of FIG. 3A. 図5Aのインバータをトランジスタで構成するレイアウト及び負荷の位置関係を示す図。The figure which shows the positional relationship of the layout which comprises the inverter of FIG. 5A with a transistor, and load. タイミング生成回路の入力段と出力段に位相調整回路を配置する例を示す図。The figure which shows the example which arrange | positions a phase adjustment circuit in the input stage and output stage of a timing generation circuit. 図6のタイミング生成回路の入力段に設けられる位相調整回路の構成例。7 is a configuration example of a phase adjustment circuit provided in the input stage of the timing generation circuit of FIG. 図6のタイミング生成回路の出力段に設けられる位相調整回路の構成例。7 is a configuration example of a phase adjustment circuit provided at the output stage of the timing generation circuit of FIG. タイミング生成回路の入力段に180度位相調整用の位相調整回路を配置する例を示す図。The figure which shows the example which arrange | positions the phase adjustment circuit for 180 degree | times phase adjustment in the input stage of a timing generation circuit. 図8Aのタイミング生成回路の入力段に設けられる、位相調整回路の構成例。8B is a configuration example of a phase adjustment circuit provided at the input stage of the timing generation circuit of FIG. 8A. タイミング生成回路の出力段に180度位相調整用の位相調整回路を配置する例を示す図。The figure which shows the example which arrange | positions the phase adjustment circuit for 180 degree | times phase adjustment in the output stage of a timing generation circuit. 図9Aのタイミング生成回路の出力段に設けられる、位相調整回路の構成例。9B is a configuration example of a phase adjustment circuit provided at the output stage of the timing generation circuit of FIG. 9A. 従来例における半導体集積回路。The semiconductor integrated circuit in a prior art example. 図10Aの半導体集積回路の拡大図。FIG. 10B is an enlarged view of the semiconductor integrated circuit of FIG. 10A.

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

<半導体集積回路の構成例>
図1は、本発明の一実施形態の半導体集積回路において、2個のタイミング生成回路を左右に配置した場合の構成例を示す。本発明の半導体集積回路1は、1対の長辺と1対の短辺とを備えた長方形形状の半導体基板上に形成されている。本発明の半導体集積回路が形成された半導体基板は、例えば、1次元イメージセンサであるリニアセンサ(リニアイメージセンサ、ラインイメージセンサともいう)等の固体撮像素子等に適用される。
<Configuration example of semiconductor integrated circuit>
FIG. 1 shows a configuration example when two timing generation circuits are arranged on the left and right in a semiconductor integrated circuit according to an embodiment of the present invention. The semiconductor integrated circuit 1 of the present invention is formed on a rectangular semiconductor substrate having a pair of long sides and a pair of short sides. The semiconductor substrate on which the semiconductor integrated circuit of the present invention is formed is applied to a solid-state imaging device such as a linear sensor (also referred to as a linear image sensor or a line image sensor) that is a one-dimensional image sensor.

半導体集積回路1は、並列処理回路部10と、タイミング生成回路31,32とを備える。半導体集積回路1には、バッファ40を介して、クロック生成回路20が接続されている。図1では、バッファ40を1個設ける例を示しているが、バッファ40は複数個直列に配置してもよい。   The semiconductor integrated circuit 1 includes a parallel processing circuit unit 10 and timing generation circuits 31 and 32. A clock generation circuit 20 is connected to the semiconductor integrated circuit 1 via a buffer 40. Although FIG. 1 shows an example in which one buffer 40 is provided, a plurality of buffers 40 may be arranged in series.

クロック生成回路20は、外部入力されたクロック、例えば、水晶発振子を用いた水晶発振回路などで発生したクロックを基準として所定周波数の制御基準クロック信号RCKを生成する。クロック生成回路20は、制御基準クロック信号RCKを取得して、半導体集積回路1のタイミング生成回路31,32へ出力する制御基準クロック信号RCKの周波数を任意に調整することができる。クロック生成回路20は、生成した所定周波数の制御基準クロック信号RCKを、バッファ40を介してタイミング生成回路31,32へ出力する。   The clock generation circuit 20 generates a control reference clock signal RCK having a predetermined frequency with reference to an externally input clock, for example, a clock generated by a crystal oscillation circuit using a crystal oscillator. The clock generation circuit 20 can acquire the control reference clock signal RCK and arbitrarily adjust the frequency of the control reference clock signal RCK output to the timing generation circuits 31 and 32 of the semiconductor integrated circuit 1. The clock generation circuit 20 outputs the generated control reference clock signal RCK having a predetermined frequency to the timing generation circuits 31 and 32 via the buffer 40.

ここで、クロック生成回路20は、任意の周波数の制御基準クロック信号RCKを複数のタイミング生成回路31,32にそれぞれ出力可能である。必要に応じて周波数を可変とすることで、高速動作が不要なときには周波数を落とし、消費電力を削減できる。   Here, the clock generation circuit 20 can output a control reference clock signal RCK having an arbitrary frequency to the plurality of timing generation circuits 31 and 32, respectively. By making the frequency variable as necessary, the frequency can be lowered and power consumption can be reduced when high-speed operation is unnecessary.

なお、クロック生成回路20及びバッファ40は半導体集積回路1の内部に設けられていてもよい。   The clock generation circuit 20 and the buffer 40 may be provided inside the semiconductor integrated circuit 1.

半導体集積回路1において、タイミング生成回路(タイミングジェネレータ)31,32は、同一機能を備えており、クロック生成回路20から出力された制御基準クロック信号RCKに基づいて複数の制御クロック信号CK1〜CKnを生成する。詳しくは、2つのタイミング生成回路31,32はクロック生成回路20から出力された任意の周波数の制御基準クロックRCKに同期して、複数の制御クロック信号CK1〜CKnを生成する。   In the semiconductor integrated circuit 1, the timing generation circuits (timing generators) 31 and 32 have the same function, and based on the control reference clock signal RCK output from the clock generation circuit 20, a plurality of control clock signals CK 1 to CKn are received. Generate. Specifically, the two timing generation circuits 31 and 32 generate a plurality of control clock signals CK1 to CKn in synchronization with a control reference clock RCK having an arbitrary frequency output from the clock generation circuit 20.

並列処理回路部10には、同一機能を有する複数の回路ブロック10a,10bが並列に配置され、複数の入力信号である制御クロック信号CK1〜CKnに対して並列に処理を行うことができる。各回路ブロック10a,10bは、並列処理回路部10において、互いに面積がほぼ等しくなるように分割されている。   In the parallel processing circuit unit 10, a plurality of circuit blocks 10a and 10b having the same function are arranged in parallel, and the control clock signals CK1 to CKn which are a plurality of input signals can be processed in parallel. The circuit blocks 10a and 10b are divided in the parallel processing circuit unit 10 so that their areas are substantially equal to each other.

各回路ブロック10a,10bごとに各タイミング生成回路31,32から供給される複数の制御クロック信号CK1〜CKnごとにn個のクロック分配網11〜11,12〜12が形成されている。 N clock distribution networks 11 1 to 11 n and 12 1 to 12 n are formed for the plurality of control clock signals CK1 to CKn supplied from the timing generation circuits 31 and 32 for each circuit block 10a and 10b. Yes.

回路ブロック10aは、n個の入力バッファ回路41(41〜41)と、n個のクロックバッファ回路51(51〜51)と、n×出力数pの末端素子61(n×61〜61)とが設けられ、それらは、クロック配線71(71〜71)で接続されている。 The circuit block 10a includes n input buffer circuits 41 (41 1 to 41 n ), n clock buffer circuits 51 (51 1 to 51 n ), and n × number of output terminal elements 61 (n × 61). 1 to 61 p ), and these are connected by a clock wiring 71 (71 1 to 71 n ).

同様に、回路ブロック10bは、n個の入力バッファ回路42(42〜42)と、n個のクロックバッファ回路52(52〜52)と、n×出力数pの末端素子62(n×62〜62)とが設けられ、それらは、クロック配線72(72〜72)で接続されている。 Similarly, the circuit block 10b includes n input buffer circuits 42 (42 1 to 42 n ), n clock buffer circuits 52 (52 1 to 52 n ), and an end element 62 (n × number of outputs p) ( n × 62 1 to 62 p ), and these are connected by a clock wiring 72 (72 1 to 72 n ).

同一の機能を有する回路ブロック10a,10bにおいて、n×2個のクロック分配網11〜11,12〜12では同一数の、同一の構成要素が同様に配置されている繰り返し単位となる。 In the circuit blocks 10a and 10b having the same function, in the n × 2 clock distribution networks 11 1 to 11 n and 12 1 to 12 n , the same number of the same constituent elements are arranged in the same manner. Become.

並列処理回路部10を構成する同一機能を有する回路(クロック分配網を含む回路ブロック10a,10b)は、アナログ信号処理、アナログ/デジタル(A/D)変換、およびデジタル信号処理のうち少なくとも1つを実行する。   A circuit (circuit blocks 10a and 10b including a clock distribution network) having the same function constituting the parallel processing circuit unit 10 is at least one of analog signal processing, analog / digital (A / D) conversion, and digital signal processing. Execute.

回路ブロック10aと10bの各クロック分配網11,12には、タイミング生成回路31,32から出力された制御クロック信号CK1〜CKnがそれぞれ独立に供給される。なお、回路ブロック10aと10bのうち対応するクロック分配網11、12には、タイミング生成回路31,32から同一のタイミングで同一の制御クロック信号(例えばCKx)が供給される。   Control clock signals CK1 to CKn output from the timing generation circuits 31 and 32 are independently supplied to the clock distribution networks 11 and 12 of the circuit blocks 10a and 10b, respectively. Note that the same control clock signal (for example, CKx) is supplied from the timing generation circuits 31 and 32 to the corresponding clock distribution networks 11 and 12 of the circuit blocks 10a and 10b at the same timing.

各クロック分配網11,12において、入力バッファ回路41,42が、各回路ブロック10a,10bの端部に配置され、複数の制御クロック信号CK1〜CKnが直接伝達されている。   In each of the clock distribution networks 11 and 12, input buffer circuits 41 and 42 are disposed at the ends of the circuit blocks 10a and 10b, and a plurality of control clock signals CK1 to CKn are directly transmitted.

詳しくは、入力バッファ回路41,42は、クロック配線71,72での信号の減衰を考慮して、末端素子61,62の閾値に適した論理値になるように、入力された各制御クロック信号CK1〜CKnの波形を適宜、増幅、整形する。   Specifically, the input buffer circuits 41 and 42 consider each signal attenuation at the clock wirings 71 and 72 and input each control clock signal so as to have a logical value suitable for the threshold value of the end elements 61 and 62. The waveforms of CK1 to CKn are appropriately amplified and shaped.

末端素子61,62は、例えば、スイッチであり、あるいは、FF(フリップフロップ)やインバータ、NAND、NOR回路などの論理回路が接続されてもよい。   The terminal elements 61 and 62 are switches, for example, or may be connected to a logic circuit such as an FF (flip flop), an inverter, a NAND, or a NOR circuit.

クロックバッファ回路51,52は、各入力バッファ回路41,42と夫々直列に接続されている。クロックバッファ回路51,52は、各回路ブロック10a,10bの半導体基板の長手方向に対し中央付近に配置されている。   The clock buffer circuits 51 and 52 are connected in series with the input buffer circuits 41 and 42, respectively. The clock buffer circuits 51 and 52 are arranged near the center with respect to the longitudinal direction of the semiconductor substrate of each circuit block 10a and 10b.

クロックバッファ回路51,52は、信号レベルの減衰を防ぐために設けられている。詳しくは、クロックバッファ回路51,52は、クロック配線71,72が長い部分である、例えば図1の端部にある末端素子61、61、62、62でも、クロック配線71,72が短い部分である中央付近にある末端素子61、62からの遅延を防ぐように、入力バッファ回路41,42で整えられた信号を調整する。即ち、バッファ回路51,52は、左右方向に広がって配置される複数の末端素子61〜61、62〜62間の、制御出力クロック信号CKxOUTの信号伝達での、例えば、信号の立ち上がり、立ち下がりのなまり等のタイミング誤差の発生を防ぐ。 The clock buffer circuits 51 and 52 are provided to prevent the signal level from being attenuated. Specifically, the clock buffer circuits 51 and 52 are portions where the clock wirings 71 and 72 are long. For example, the terminal wirings 61 1 , 61 p , 62 1 and 62 p at the end of FIG. The signals arranged in the input buffer circuits 41 and 42 are adjusted so as to prevent delay from the end elements 61 c and 62 c near the center, which is a short part. That is, the buffer circuits 51 and 52 are, for example, signals of the control output clock signal CKxOUT between the plurality of terminal elements 61 1 to 61 p and 62 1 to 62 p arranged to be spread in the left-right direction. Prevents timing errors such as rising and falling edges.

複数の(所定の出力数pの)末端素子61〜61、62〜62には、クロックバッファ回路51,52から出力される制御出力クロック信号CKxOUTが供給され、出力先へと出力する。 A control output clock signal CKxOUT output from the clock buffer circuits 51 and 52 is supplied to the plurality of terminal elements 61 1 to 61 p and 62 1 to 62 p (having a predetermined output number p) and output to the output destination. To do.

クロック配線71,72は、各クロック分配網11,12内において、タイミング生成回路31,32からの出力⇒各入力バッファ回路41,42⇒各クロックバッファ回路51,52⇒分岐⇒複数の末端素子61〜61、62〜62を接続する配線である。 The clock wirings 71 and 72 are output from the timing generation circuits 31 and 32 in the respective clock distribution networks 11 and 12 ⇒ each input buffer circuit 41 and 42 ⇒ each clock buffer circuit 51 and 52 ⇒ branch ⇒ a plurality of terminal elements 61. 1 to 61 p and 62 1 to 62 p .

詳しくは、複数の制御クロック信号CK1〜CKnをそれぞれ伝達するクロック配線71、72は、タイミング生成回路31,32の出力端子と、各回路ブロック10a,10bの端部に配置される入力バッファ回路41,42の入力端子とを接続している。クロック配線71,72は、各入力バッファ回路41,42の出力端子と、各回路ブロックの半導体基板の長手方向に対し中央付近に配置されるクロックバッファ回路51,52の入力端子とを接続する。そして、クロック配線71,72はクロックバッファ回路51,52の出力端子から複数の末端素子61〜61、62〜62へ、制御出力クロック信号CKxOUTを分配するように接続している。 Specifically, clock wirings 71 and 72 for transmitting a plurality of control clock signals CK1 to CKn, respectively, are output terminals of the timing generation circuits 31 and 32, and an input buffer circuit 41 disposed at the end of each circuit block 10a and 10b. , 42 input terminals. The clock wirings 71 and 72 connect the output terminals of the input buffer circuits 41 and 42 to the input terminals of the clock buffer circuits 51 and 52 disposed near the center in the longitudinal direction of the semiconductor substrate of each circuit block. The clock lines 71 and 72 are connected so as to distribute the control output clock signal CKxOUT from the output terminals of the clock buffer circuits 51 and 52 to the plurality of terminal elements 61 1 to 61 p and 62 1 to 62 p .

クロックバッファ回路51,52の出力端子に接続され、制御出力クロック信号CKxOUTを分配するクロック配線71,72は、並列処理回路部10を構成する同一機能を有する回路にそれぞれ含まれる末端素子61〜61、62〜62の数だけ分岐し、複数の末端素子61〜61、62〜62にそれぞれ接続される。 Connected to the output terminal of the clock buffer circuit 51, clock wiring 71, 72 for distributing the control output clock signal CKxOUT, the terminal device 61 1 respectively included in circuits having the same function of forming a parallel processing circuit section 10 to The number of branches 61 p and 62 1 to 62 p is branched, and connected to the plurality of terminal elements 61 1 to 61 p and 62 1 to 62 p .

末端素子61〜61、62〜62が、スイッチ(負荷)である場合、例えば、トランジスタのゲート(容量負荷)で構成されうる。上述のように、各クロック配線71,72が接続されることで、クロック分配網11x,12x内では、タイミング生成回路31,32で生成された制御クロック信号CKxがバッファ(41x、42x),(51x、52x)で調整され、制御出力クロック信号CKxOUTに基づいて、複数の末端素子(スイッチ)61〜61、62〜62は同時にオンオフする。 When the end elements 61 1 to 61 p and 62 1 to 62 p are switches (loads), they can be configured by, for example, transistor gates (capacitive loads). As described above, by connecting the clock wirings 71 and 72, the control clock signal CKx generated by the timing generation circuits 31 and 32 is stored in the buffers (41x and 42x) and (41x) in the clock distribution networks 11x and 12x. 51x, 52x), and based on the control output clock signal CKxOUT, the plurality of end elements (switches) 61 1 to 61 p and 62 1 to 62 p are simultaneously turned on and off.

上記構成では、長方形形状の半導体基板上に形成される半導体集積回路において、制御基準クロック信号RCKに同期して駆動タイミングを決定する複数の制御クロック信号CK1〜CKnを生成するタイミング生成回路31,32を半導体チップ上に複数設けている。例えば、図1の例では、半導体基板長手方向の左右の端部2ヶ所に配置したとすると、複数の制御クロック信号CK1〜CKnは2つのタイミング生成回路31,32から基板中央に向かってそれぞれ左右から供給することが可能である。   In the above configuration, in the semiconductor integrated circuit formed on the rectangular semiconductor substrate, the timing generation circuits 31 and 32 that generate the plurality of control clock signals CK1 to CKn that determine the drive timing in synchronization with the control reference clock signal RCK. Are provided on a semiconductor chip. For example, in the example of FIG. 1, if the control clock signals CK1 to CKn are arranged at two left and right end portions in the longitudinal direction of the semiconductor substrate, the plurality of control clock signals CK1 to CKn are respectively left and right from the two timing generation circuits 31 and 32 toward the center of the substrate. It is possible to supply from.

このような構成にすることにより、図10A、図10Bのように、タイミング生成回路を一端に1つだけ配置する場合と比較し、信号配線の配線長を短くできるため、配線抵抗、配線容量も低減できる。また、同じ数の末端素子を配置する場合であっても、クロック配線末端に接続される素子数を少なくできるため、駆動するゲート容量も各タイミング生成回路に分散でき、負荷を低減できる。   By adopting such a configuration, as shown in FIGS. 10A and 10B, the wiring length of the signal wiring can be shortened as compared with the case where only one timing generation circuit is arranged at one end. Can be reduced. Even when the same number of terminal elements are arranged, the number of elements connected to the clock wiring terminal can be reduced, so that the gate capacitance to be driven can be distributed to each timing generation circuit, and the load can be reduced.

上記により、タイミング生成回路の複数設置により、配線を短くできるので、配線遅延や信号電圧の減衰、立ち上がり立ち下がり特性の急峻さの悪化(なまり)などの原因となる、配線抵抗、配線容量などを低減できる。そのため、結果として、波形の乱れやクロック信号の配線遅延による到達タイミングのずれ(クロックスキュー)を抑制でき、クロック信号の周波数を高く(早く)し、安定した高速動作の実施を可能にできる。   With the above, wiring can be shortened by installing multiple timing generation circuits, so wiring resistance, wiring capacitance, etc. that cause wiring delay, attenuation of signal voltage, deterioration of sharpness of rising and falling characteristics (rounding), etc. Can be reduced. As a result, it is possible to suppress arrival timing shift (clock skew) due to waveform disturbance or clock signal wiring delay, and to increase (fasten) the frequency of the clock signal, thereby enabling stable high-speed operation.

<半導体集積回路の別の構成例>
図2は、本発明の半導体集積回路において、4個のタイミング生成回路を下部に設けた場合の構成例を示す。図2の構成例では、半導体集積回路2において4つのタイミング生成回路31〜34を設けており、並列処理回路部10−1において、タイミング生成回路31〜34に対応して4つの回路ブロックを有する点が図1の構成とは異なる。
<Another configuration example of a semiconductor integrated circuit>
FIG. 2 shows a configuration example in the case where four timing generation circuits are provided in the lower part in the semiconductor integrated circuit of the present invention. In the configuration example of FIG. 2, four timing generation circuits 31 to 34 are provided in the semiconductor integrated circuit 2, and the parallel processing circuit unit 10-1 has four circuit blocks corresponding to the timing generation circuits 31 to 34. This is different from the configuration of FIG.

各回路ブロック10a〜10dは、並列処理回路部10−1において、互いに面積がほぼ等しくなるように分割されている。   The circuit blocks 10a to 10d are divided in the parallel processing circuit unit 10-1 so that their areas are substantially equal to each other.

回路ブロック10a,10b,10c,10dの各クロック分配網11〜11,121〜12,13〜13,14〜14には、タイミング生成回路31,32,33,34から出力された制御クロック信号CK1〜CKnがそれぞれ独立に供給される。 Each of the clock distribution networks 11 1 to 11 n , 121 to 12 n , 13 1 to 13 n , and 14 1 to 14 n of the circuit blocks 10 a, 10 b, 10 c, and 10 d includes timing generation circuits 31, 32, 33, and 34. The output control clock signals CK1 to CKn are supplied independently.

クロック分配網11,12の内部構成は、上記図1と同様である。クロック分配網13は、入力バッファ回路43、クロックバッファ回路53、複数の末端素子63〜63を備え、それらがクロック配線73で接続されている。クロック分配網14は、入力バッファ回路44、クロックバッファ回路54、複数の末端素子64〜64を備え、それらがクロック配線74で接続されている。 The internal configuration of the clock distribution networks 11 and 12 is the same as that shown in FIG. The clock distribution network 13 includes an input buffer circuit 43, a clock buffer circuit 53, and a plurality of terminal elements 63 1 to 63 p , which are connected by a clock wiring 73. The clock distribution network 14 includes an input buffer circuit 44, a clock buffer circuit 54, and a plurality of terminal elements 64 1 to 64 p , which are connected by a clock wiring 74.

このような構成では、4個のタイミング生成回路31〜34が設けられているため、タイミング生成回路を一端に1つだけ配置する構成と比較して、信号配線の配線長は短くできるため、配線抵抗、配線容量も低減できる。また、クロック配線末端に接続される素子数を少なくできるため、駆動するゲート容量も各タイミング生成回路に分散でき、負荷を低減できる。   In such a configuration, since four timing generation circuits 31 to 34 are provided, the wiring length of the signal wiring can be shortened as compared with the configuration in which only one timing generation circuit is arranged at one end. Resistance and wiring capacitance can also be reduced. In addition, since the number of elements connected to the end of the clock wiring can be reduced, the gate capacitance to be driven can be distributed to each timing generation circuit, and the load can be reduced.

上記においても、配線遅延や信号電圧の減衰、立ち上がり立ち下がり特性の急峻さの悪化などの原因となる、配線抵抗、配線容量などを低減できる。   Also in the above, it is possible to reduce wiring resistance, wiring capacitance, and the like that cause wiring delay, signal voltage attenuation, and steep rise / fall characteristics.

なお、図2の構成例では、タイミング生成回路31〜34を全て並列処理回路部10‐1の下部に配置しているが、半導体集積回路2において、タイミング生成回路31〜34は上下左右いずれに配置してもよい。   In the configuration example of FIG. 2, all of the timing generation circuits 31 to 34 are arranged below the parallel processing circuit unit 10-1, but in the semiconductor integrated circuit 2, the timing generation circuits 31 to 34 are located either vertically or horizontally. You may arrange.

<並列処理回路部のクロックバッファ回路の概略構成例1>
図3Aは、本発明の並列処理回路部10(10−1)に含まれるクロックバッファ回路51,52をインバータの2段構成とした例を示す。下記、一例として、図3A〜図5Bでは、回路ブロック10aのうちの1つのクロック分配網11を用いて説明するが、回路ブロック10aの他のクロック分配網11〜11、及び回路ブロック10b,10c,10dでの各クロック分配網12,13,14内も同様の構成を備えている。
<Schematic Configuration Example 1 of Clock Buffer Circuit of Parallel Processing Circuit Unit>
FIG. 3A shows an example in which the clock buffer circuits 51 and 52 included in the parallel processing circuit unit 10 (10-1) of the present invention have a two-stage configuration of inverters. As an example below, FIGS. 3A to 5B will be described using one clock distribution network 11 x of the circuit block 10 a, but other clock distribution networks 11 1 to 11 n and circuit blocks of the circuit block 10 a Each of the clock distribution networks 12, 13, and 14 in 10b, 10c, and 10d has the same configuration.

図3Aに示す例では、クロックバッファ回路51α(52α)は、前段を構成する第1段インバータ回路201と、後段を構成する第2段インバータ回路202とを含む2段のインバータ210で構成されている。それぞれのインバータ回路201,202は、複数のインバータで構成されている。   In the example shown in FIG. 3A, the clock buffer circuit 51α (52α) is composed of a two-stage inverter 210 including a first-stage inverter circuit 201 constituting the preceding stage and a second-stage inverter circuit 202 constituting the latter stage. Yes. Each inverter circuit 201, 202 is composed of a plurality of inverters.

第1段インバータ回路201は入力バッファ回路41の出力端子に接続されるクロック配線にN個のインバータ210a〜210aが並列接続されている。 In the first stage inverter circuit 201, N inverters 210 a 1 to 210 a N are connected in parallel to a clock wiring connected to the output terminal of the input buffer circuit 41.

第2段インバータ回路202は、前段を構成する複数のインバータである第1段インバータ回路201の出力端子にM個のインバータ210b〜210bが並列接続されている。 In the second stage inverter circuit 202, M inverters 210b 1 to 210b M are connected in parallel to the output terminal of the first stage inverter circuit 201 which is a plurality of inverters constituting the previous stage.

クロックバッファ回路51αの出力はクロック配線71により複数の末端素子61〜61に接続される、即ち、第2段インバータ回路202からの出力信号は、複数の末端素子61〜61へ入力される。 The output of the clock buffer circuit 51α is connected to the plurality of terminal elements 61 1 to 61 p by the clock wiring 71, that is, the output signal from the second stage inverter circuit 202 is input to the plurality of terminal elements 61 1 to 61 p . Is done.

インバータの個数を示す符号N,Mは、n個の制御クロック信号CK1〜CKnの個数nとは別に設定されるものとする。インバータが並列接続される個数に関して、「第1段インバータ回路201におけるインバータ数N<第2段インバータ回路202におけるインバータ数M」の関係が成立する。即ち後段のインバータである第2段インバータ回路202の駆動能力は、前段の第1段インバータ回路201よりも大きくなるように設計される。   Symbols N and M indicating the number of inverters are set separately from the number n of n control clock signals CK1 to CKn. Regarding the number of inverters connected in parallel, the relationship “the number N of inverters in the first stage inverter circuit 201 <the number M of inverters in the second stage inverter circuit 202” is established. In other words, the drive capability of the second stage inverter circuit 202 which is the subsequent stage inverter is designed to be larger than that of the first stage inverter circuit 201 of the previous stage.

NおよびMの数値は制御クロック信号CK1〜CKnの周波数や、末端素子61〜61の負荷(閾値、ゲート容量)によって決定され、周波数が高く、負荷が大きいほどNおよびMは大きな値に設定される。 Figures N and M and the frequency of the control clock signal CK1-CKn, terminal devices 61 1 to 61 p load (threshold gate capacitance) is determined by a high frequency, as the load is larger N and M to a large value Is set.

<並列処理回路部のクロックバッファ回路の概略構成例2>
図3Bは、本発明の並列処理回路部10に含まれるクロックバッファ回路を、2出力構成とした例を示す。
<Example 2 of schematic configuration of clock buffer circuit of parallel processing circuit section>
FIG. 3B shows an example in which the clock buffer circuit included in the parallel processing circuit unit 10 of the present invention has a two-output configuration.

この例では、図3Bに示すように、クロックバッファ回路51βは、2つの出力を有しするデュアルアウトプット構成である。本構成において、N個のインバータ210a〜210aで構成される第1段インバータ回路203は第1段インバータ回路201と同じ構成であり、M個のインバータ210b〜210bで構成される、第2段インバータ回路204は、第2段インバータ回路202と同じ構成である。 In this example, as shown in FIG. 3B, the clock buffer circuit 51β has a dual output configuration having two outputs. In this configuration, a first stage inverter circuit 203 configured with N inverters 210a 1 to 210a N has the same configuration as the first stage inverter circuit 201, and includes M inverters 210b 1 to 210b M. The second stage inverter circuit 204 has the same configuration as the second stage inverter circuit 202.

クロックバッファ回路51βを複数出力である構成にすることで、負荷駆動力を向上させ、構成要素であるインバータ210を分散配置させることができる。なお、上記は、2出力構成について説明したが、さらに3出力以上の多出力の構成としてもよい。   By configuring the clock buffer circuit 51β to have a plurality of outputs, the load driving power can be improved and the inverters 210 as constituent elements can be distributed. In the above description, the two-output configuration has been described. However, a multi-output configuration having three or more outputs may be used.

<並列処理回路部のクロックバッファ回路の概略構成例3>
図4は、本発明の並列処理回路部に含まれるクロックバッファ回路を非反転信号と反転信号を伝達するように構成した例を示す。
<Example 3 of schematic configuration of clock buffer circuit of parallel processing circuit unit>
FIG. 4 shows an example in which the clock buffer circuit included in the parallel processing circuit unit of the present invention is configured to transmit a non-inverted signal and an inverted signal.

制御クロック信号CLKを反転させる必要がある場合、例えば、図4に示すように、クロックバッファ回路51γで、第1段のインバータ回路201の一方をトランスファーゲート回路301に置き換えれば良い。その場合も同様に、第1段のトランスファーゲート回路301は入力バッファ回路41の出力端子に接続されるクロック配線にN個のトランスファーゲート310a〜310aが並列接続される。 When it is necessary to invert the control clock signal CLK, for example, one of the first-stage inverter circuits 201 may be replaced with a transfer gate circuit 301 in a clock buffer circuit 51γ as shown in FIG. In this case as well, N transfer gates 310a 1 to 310a N are connected in parallel to the clock wiring connected to the output terminal of the input buffer circuit 41 in the first-stage transfer gate circuit 301.

トランスファーゲートを設けることで、信号を反転させずに、複数の末端素子65〜65と接続される配線を通る、第1段インバータ回路201で発生する信号の遅延を揃えるようにする。 By providing the transfer gate, the delay of the signal generated in the first stage inverter circuit 201 passing through the wiring connected to the plurality of terminal elements 65 1 to 65 p is made uniform without inverting the signal.

第2段インバータ回路202は、図3Bと同様に第1段のトランスファーゲート回路301にM個のインバータ210b〜210bが並列接続される構成となり、N<Mの関係を有す。 Similarly to FIG. 3B, the second-stage inverter circuit 202 has a configuration in which M inverters 210b 1 to 210b M are connected in parallel to the first-stage transfer gate circuit 301, and has a relationship of N <M.

クロックバッファ回路51γの出力はクロック配線71,81により、複数の末端素子61〜61,65〜65に夫々接続される。末端素子61〜61は、例えば、CMOSスイッチのPchトランジスタのゲートであり、末端素子65〜65は、例えば、Nchトランジスタのゲートである。 The output of the clock buffer circuit 51γ is connected to a plurality of terminal elements 61 1 to 61 p and 65 1 to 65 p by clock wirings 71 and 81, respectively. The end elements 61 1 to 61 p are, for example, gates of Pch transistors of a CMOS switch, and the end elements 65 1 to 65 p are, for example, gates of Nch transistors.

もちろん、制御出力クロック信号CKxOUTを反転した反転制御出力クロック信号CKxOUTBのみを用いる回路構成であっても良いし、クロックバッファ回路の段数を2段に限定せず、3段以上の複数段にしても良い。   Of course, a circuit configuration that uses only the inverted control output clock signal CKxOUTB obtained by inverting the control output clock signal CKxOUT may be used, or the number of stages of the clock buffer circuit is not limited to two, but may be three or more. good.

このように段数を増やす場合、後段の個数を増やすことでドライブ能力を強めることができる。   When the number of stages is increased in this way, the drive capability can be increased by increasing the number of subsequent stages.

各段において、複数のインバータ210やトランスファーゲート310を並列接続してインバータ回路201やトランスファーゲート回路301を構成することによって、リニアセンサのように半導体基板が一方向に長いような長方形形状を持つ半導体回路に対して、面積効率の良いレイアウト設計が可能となる。   In each stage, a plurality of inverters 210 and transfer gates 310 are connected in parallel to form an inverter circuit 201 and a transfer gate circuit 301, so that a semiconductor having a rectangular shape in which a semiconductor substrate is long in one direction like a linear sensor. A layout design with a high area efficiency is possible for the circuit.

<クロックバッファ回路の回路詳細>
図5Aは、図3Aのクロックバッファ回路の一部分であってインバータの接続構成を示す回路図を示す。
<Circuit details of clock buffer circuit>
FIG. 5A is a circuit diagram showing a connection configuration of an inverter which is a part of the clock buffer circuit of FIG. 3A.

図5Aは図3Aの回路の一部を切り出したものである。クロックバッファ回路51αの第1段インバータ回路201及び第2段インバータ回路202は、前述の通り、インバータ210を複数個並列に接続したものである。また、第1段インバータ回路201と第2段インバータ回路202はクロック配線91によって接続されている。   FIG. 5A shows a part of the circuit shown in FIG. 3A. As described above, the first stage inverter circuit 201 and the second stage inverter circuit 202 of the clock buffer circuit 51α are obtained by connecting a plurality of inverters 210 in parallel. The first stage inverter circuit 201 and the second stage inverter circuit 202 are connected by a clock wiring 91.

このように、複数のインバータを並列接続した構成により、面積効率の良いレイアウトが可能となる。   As described above, a layout in which a plurality of inverters are connected in parallel enables an area efficient layout.

図5Bは、図5Aのインバータをトランジスタで構成するレイアウトの位置関係を示す。第1段インバータ回路201を構成するインバータ210aと、第2段インバータ回路202を構成するインバータ210bの内部構造と、レイアウト上の配置位置関係を示したものを図5Bに示す。図5Bではインバータ210aとインバータ210bが1つずつ交互に配置されているが、もちろん、2個以上を一組として交互に配置しても良い。   FIG. 5B shows a positional relationship of a layout in which the inverter of FIG. 5A is configured by transistors. FIG. 5B shows the internal structure of the inverter 210a constituting the first stage inverter circuit 201 and the inverter 210b constituting the second stage inverter circuit 202, and the layout positional relationship on the layout. In FIG. 5B, the inverters 210a and the inverters 210b are alternately arranged one by one. Of course, two or more inverters 210a and 210b may be alternately arranged as a set.

ここで、インバータ210aがN個、インバータ210bがM個であり、N<Mであるため、インバータ210aの一組の数:インバータ210bの一組の数=N:M(または、インバータ210aの一組の数:インバータ210bの一組の数≒N:M)になるように組を形成して、交互に配置してもよい。トランスファーゲートを用いる場合も同様である。   Here, since there are N inverters 210a and M inverters 210b and N <M, the number of sets of inverters 210a: the number of sets of inverters 210b = N: M (or one of inverters 210a) The number of sets: the number of sets of inverters 210b ≈ N: M) may be formed and arranged alternately. The same applies when a transfer gate is used.

また、図5Bに示すように、クロックバッファ回路51αを構成するインバータ回路(複数のインバータ)201(202)の、各インバータ210a,210b(インバータのセル)は、Pchトランジスタ211及びNchトランジスタ212によって構成されている。ここで、インバータ回路201(又は202)内で含まれる、Pchトランジスタ211のサイズ及び形状を同一とし、同様にNchトランジスタ212のサイズ及び形状を同一とする。この構成により、さらに面積効率の良いレイアウトが可能となる。   As shown in FIG. 5B, each inverter 210a, 210b (inverter cell) of the inverter circuit (plural inverters) 201 (202) constituting the clock buffer circuit 51α is constituted by a Pch transistor 211 and an Nch transistor 212. Has been. Here, the size and shape of the Pch transistor 211 included in the inverter circuit 201 (or 202) are made the same, and the size and shape of the Nch transistor 212 are also made the same. With this configuration, a more efficient area layout is possible.

図5Bでは、各インバータで構成されたクロックバッファ回路51αに負荷である末端素子61、61が接続される例を示している。図5Bに示すように、各末端素子61、61に対して、2つのインバータ210a,210bが、夫々対応付けられている。 FIG. 5B shows an example in which terminal elements 61 2 and 61 3 serving as loads are connected to a clock buffer circuit 51α configured by each inverter. As shown in FIG. 5B, two inverters 210a and 210b are associated with each of the end elements 61 2 and 61 3 .

このようなクロックバッファ51αでは、横方向に空間的に広がって分散配置される複数の末端素子61〜61の夫々に対して、夫々近接配置されたインバータ210a,210bを用いて、入力信号を整えているため、複数の末端素子61〜61間の動作のタイミングを揃えることができる。これにより、クロックバッファ51αから出力される制御出力クロック信号CKxOUTに基づいて、タイミングがずれることなく、複数の末端素子(スイッチ)61〜61を一斉にオンオフさせることができる。 In such a clock buffer 51α, each of the plurality of terminal elements 61 1 to 61 p that are spatially spread in the horizontal direction is arranged using inverters 210a and 210b that are arranged in close proximity to each other. Therefore, the operation timing among the plurality of end elements 61 1 to 61 p can be made uniform. Thereby, based on the control output clock signal CKxOUT output from the clock buffer 51α, the plurality of terminal elements (switches) 61 1 to 61 p can be turned on / off simultaneously without shifting timing.

また、本発明の半導体集積回路1が固体撮像素子に適用される場合、固定撮像素子の構造上、横方向は余裕があるが、縦方向は省スペース化が求められる。クロックバッファ回路51αで図5Bのように配置することで、複数の末端素子(スイッチ)61〜61間のタイミング誤差を予防しながら、横方向が長く、縦方向が短い、固体撮像素子への適用に適したレイアウトが実現できる。 Further, when the semiconductor integrated circuit 1 of the present invention is applied to a solid-state imaging device, there is a margin in the horizontal direction due to the structure of the fixed imaging device, but space saving is required in the vertical direction. By arranging as shown in FIG. 5B in the clock buffer circuit 51Arufa, while preventing the timing error between the plurality of terminal devices (switches) 61 1 to 61 p, lateral is long in the vertical direction is short, the solid-state imaging device A layout suitable for application can be realized.

なお、図4に示すように、クロックバッファ回路51αにおいて、インバータ回路201の一部をトランスファーゲート回路301で置き換える場合も同様に、トランスファーゲート回路301の各トランスファーゲート310(トランスファーゲートのセル)は、Pchトランジスタ及びNchトランジスタによって構成されている。   As shown in FIG. 4, in the clock buffer circuit 51α, when a part of the inverter circuit 201 is replaced with the transfer gate circuit 301, each transfer gate 310 (transfer gate cell) of the transfer gate circuit 301 is It is composed of a Pch transistor and an Nch transistor.

この場合も、トランスファーゲート301内で含まれる、Pchトランジスタのサイズ及び形状を同一とし、Nchトランジスタのサイズ及び形状を同一とする構成により、さらに面積効率の良いレイアウトが可能となる。   Also in this case, a layout with higher area efficiency can be achieved by the configuration in which the size and shape of the Pch transistor included in the transfer gate 301 are the same and the size and shape of the Nch transistor are the same.

図3、図4に示すような、複数のインバータ、または、トランスファーゲートを並列接続した構成を1段とし、その段を複数段、直列接続したものは、図5Bに示すように、1列の中にインバータを配置することができるため、面積効率の良いレイアウトが可能となる。   A configuration in which a plurality of inverters or transfer gates are connected in parallel as shown in FIG. 3 and FIG. 4 is one stage, and a plurality of stages are connected in series, as shown in FIG. Since an inverter can be disposed therein, an area efficient layout is possible.

さらに、半導体基板の長手方向において、クロックバッファ回路51α内で、インバータ210又はトランスファーゲート310が配置される間隔をデザインルールの最小値とせず、十分に広げて配置すると好適である。詳しくは、図5Bの横方向の、各インバータ210a⇔210bの間隔を広げることで、各インバータ210aと210bとを近づけすぎることで発生する配線の迂回による配線長の延伸を抑制できる。   Further, in the longitudinal direction of the semiconductor substrate, it is preferable that the interval in which the inverter 210 or the transfer gate 310 is arranged in the clock buffer circuit 51α is not set to the minimum value of the design rule but is sufficiently widened. Specifically, by extending the distance between the inverters 210a and 210b in the horizontal direction in FIG. 5B, it is possible to suppress the extension of the wiring length due to the detouring of the wiring that occurs when the inverters 210a and 210b are too close to each other.

このように、インバータ210又はトランスファーゲート310を半導体基板の長手方向(横方向)において空間的に広げて配置することで、端部に配置される末端素子61〜61と、クロックバッファ回路51αの末端素子側(図5Bの210b)に配置されるインバータ又はトランスファーゲートとの距離がより近くなる。したがって、クロック信号の配線遅延や波形の乱れの抑制はさらに効果的になる。 As described above, the inverter 210 or the transfer gate 310 is spatially expanded in the longitudinal direction (lateral direction) of the semiconductor substrate, so that the terminal elements 61 1 to 61 p arranged at the end portions and the clock buffer circuit 51α. The distance from the inverter or transfer gate arranged on the terminal element side (210b in FIG. 5B) becomes closer. Therefore, suppression of clock signal wiring delay and waveform disturbance becomes more effective.

なお、回路設計の際に、セル間隔の微調整が可能である。この構成により、回路の端部である末端素子61〜61とクロックバッファ回路51αが近づく。
一般的に、末端素子61,62と、クロックバッファ回路51を構成する各インバータとが離れることによって、クロックスキューが発生する。例えば、仮に図1の末端素子61の近くだけにクロックバッファ回路51が配置された場合、中央部の末端素子61に供給されるクロックと、両サイドの末端素子61,61に供給されるクロックに遅延差が発生する。それを避けるために、図5Bの構成では、クロックバッファ回路51αを構成するインバータ210を空間的に分散させ、末端素子61〜61の近くに夫々の末端素子側のインバータ210bを配置することにより、遅延差(クロックスキュー)を小さくすることができる。
Note that the cell spacing can be finely adjusted during circuit design. With this configuration, the end elements 61 1 to 61 p , which are the ends of the circuit, and the clock buffer circuit 51α approach each other.
Generally, a clock skew occurs when the terminal elements 61 and 62 are separated from the inverters constituting the clock buffer circuit 51. For example, if when the clock buffer circuit 51 is arranged only near the end element 61 c in FIG. 1, the clock supplied to the terminal element 61 c of the central portion, provided to the terminal device 61 1, 61 p of both sides A delay difference occurs in the clock to be transmitted. In order to avoid this, in the configuration of FIG. 5B, the inverters 210 constituting the clock buffer circuit 51α are spatially dispersed, and the terminal element side inverters 210b are arranged near the terminal elements 61 1 to 61 p. Thus, the delay difference (clock skew) can be reduced.

さらに、使用するトランジスタを共通にすることで、波形の乱れや、半導体基板の長手方向の位置よるタイミングのずれ(クロックスキュー)をさらに抑制できる。そのため、この構成において、クロック信号の周波数を高くして高速動作をさせた際でも、異常の発生を抑制し、正常に処理を実施することが可能になる。   Further, by using a common transistor, it is possible to further suppress waveform disturbance and timing deviation (clock skew) due to the position in the longitudinal direction of the semiconductor substrate. For this reason, in this configuration, even when the frequency of the clock signal is increased and high-speed operation is performed, the occurrence of abnormality can be suppressed and processing can be performed normally.

<位相調整回路例1>
図6は、タイミング生成回路31の入力段と出力段に位相調整回路を配置する例を示す。図6に示すように、位相調整回路33はタイミング生成回路31の入力段に配置され、位相調整回路34はタイミング生成回路31の出力段に配置されている。
<Phase adjustment circuit example 1>
FIG. 6 shows an example in which phase adjustment circuits are arranged at the input stage and output stage of the timing generation circuit 31. As shown in FIG. 6, the phase adjustment circuit 33 is arranged at the input stage of the timing generation circuit 31, and the phase adjustment circuit 34 is arranged at the output stage of the timing generation circuit 31.

図6では、入力段の位相調整回路33は遅延基準信号RCKDLYを生成して、遅延基準信号RCKDLYをタイミング生成回路31及び出力段の位相調整回路34に与える。タイミング生成回路31は遅延基準信号RCKDLYを制御のための基準クロックとして用いて、複数の制御クロック信号CK1〜CKnを生成する。   In FIG. 6, the phase adjustment circuit 33 at the input stage generates a delay reference signal RCKDLY, and supplies the delay reference signal RCKDLY to the timing generation circuit 31 and the phase adjustment circuit 34 at the output stage. The timing generation circuit 31 generates a plurality of control clock signals CK1 to CKn using the delay reference signal RCKDLY as a reference clock for control.

そして、出力段の位相調整回路34は、制御基準クロック信号RCKを基準として生成した複数の制御クロック信号CK1〜CKnを、遅延基準信号RCKDLYによってタイミング調整して、調整制御クロック信号CKxDLYを作成して、回路ブロック10aに与える。   Then, the phase adjustment circuit 34 at the output stage adjusts the timing of the plurality of control clock signals CK1 to CKn generated based on the control reference clock signal RCK by the delay reference signal RCKDLY to generate the adjustment control clock signal CKxDLY. To the circuit block 10a.

図7Aに図6のタイミング生成回路31(32)の入力段に設けられる位相調整回路33の構成例を示す。図7Bに図6のタイミング生成回路31(32)の出力段に設けられる位相調整回路34の構成例を示す。   FIG. 7A shows a configuration example of the phase adjustment circuit 33 provided in the input stage of the timing generation circuit 31 (32) of FIG. FIG. 7B shows a configuration example of the phase adjustment circuit 34 provided at the output stage of the timing generation circuit 31 (32) of FIG.

図7Aに示す入力段の位相調整回路33は、例えば、多段接続された遅延回路401,402,403,404と、多入力のマルチプレクサ410によって構成される。位相調整回路33に入力された制御基準クロック信号RCKは、多段遅延回路によって、制御基準クロック信号RCKに対して、位相が0〜1周期程度遅延した遅延基準信号RCKDLYとなり、この遅延基準信号RCKDLYが出力される。   7A includes, for example, delay circuits 401, 402, 403, and 404 connected in multiple stages and a multiplexer 410 with multiple inputs. The control reference clock signal RCK input to the phase adjustment circuit 33 becomes a delay reference signal RCKDLY whose phase is delayed by about 0 to 1 cycle with respect to the control reference clock signal RCK by the multistage delay circuit. Is output.

なお、遅延時間をさらに細かく設定するときは、遅延回路を4段以上の段数にする。この場合、マルチプレクサも複数段の構成となる。また、図7Aの位相調整回路33を直列に接続した構成であっても良い。   When the delay time is set more finely, the number of delay circuits is set to four or more. In this case, the multiplexer also has a plurality of stages. Alternatively, the phase adjustment circuit 33 in FIG. 7A may be connected in series.

図7Bに示す出力段の位相調整回路34は、例えば、マルチプレクサ411、クロックバッファ420、フリップフロップ(D−FF)430により構成される。図6に示すタイミング生成回路31,32では、信号毎に位相調整の切替えが可能である。   7B includes, for example, a multiplexer 411, a clock buffer 420, and a flip-flop (D-FF) 430. In the timing generation circuits 31 and 32 shown in FIG. 6, the phase adjustment can be switched for each signal.

上記のように、タイミング生成回路31(32)には、それぞれ、制御基準クロック信号RCKの位相を任意に調整可能な位相調整回路33,34が接続されているため、位相調整された制御基準クロック信号(遅延基準信号RCKDLY)に基づいて、複数の制御クロック信号CK1〜CKnを生成することができる。   As described above, since the phase adjustment circuits 33 and 34 capable of arbitrarily adjusting the phase of the control reference clock signal RCK are connected to the timing generation circuit 31 (32), respectively, the phase-adjusted control reference clock is provided. A plurality of control clock signals CK1 to CKn can be generated based on the signal (delayed reference signal RCKDLY).

ここで、図6〜図7Bに示す構成例では、タイミング生成回路31,32の動作タイミングをクロック分配網11〜11,12〜12ごとに僅かにずらすことによって、消費する電流の集中を防ぐことができ、電流変動に起因するノイズを低減できる。 Here, in the configuration example shown in FIGS. 6 to 7B, the operation timing of the timing generation circuits 31 and 32 is slightly shifted for each of the clock distribution networks 11 1 to 11 n and 12 1 to 12 n , thereby Concentration can be prevented and noise caused by current fluctuation can be reduced.

また、タイミング生成回路31(32)が生成する制御クロック信号CK1〜CKnの周波数を、必要に応じて細かく可変とすることで、高速動作が不要なときには周波数を落とし、消費電力を削減できる。   Further, by making the frequency of the control clock signals CK1 to CKn generated by the timing generation circuit 31 (32) finely variable as necessary, the frequency can be reduced when high-speed operation is unnecessary, and the power consumption can be reduced.

<位相調整回路例2>
図8Aにタイミング生成回路31の入力段に180度位相調整用の位相調整回路35を配置する例を示す。図8Bに、図8Aのタイミング生成回路31(32)の入力段に設けられる、位相調整回路35の構成例を示す。
<Phase adjustment circuit example 2>
FIG. 8A shows an example in which a phase adjustment circuit 35 for 180-degree phase adjustment is arranged at the input stage of the timing generation circuit 31. FIG. 8B shows a configuration example of the phase adjustment circuit 35 provided in the input stage of the timing generation circuit 31 (32) of FIG. 8A.

図8A、図8Bに示す構成では、入力段の位相調整回路35は遅延基準信号RCKDLYを生成して、遅延基準信号RCKDLYをタイミング生成回路31に与える。図8Bに示す入力段の位相調整回路35は、インバータ440、マルチプレクサ411、及びクロックバッファ420を備えている。   8A and 8B, the phase adjustment circuit 35 in the input stage generates a delay reference signal RCKDLY and supplies the delay reference signal RCKDLY to the timing generation circuit 31. The input stage phase adjustment circuit 35 shown in FIG. 8B includes an inverter 440, a multiplexer 411, and a clock buffer 420.

位相調整回路35では、インバータ440により、クロック生成回路20から入力される制御基準クロック信号RCKと、位相調整回路35から出力される位相調整された信号である遅延基準信号RCKDLYとの位相差が180度になるように設定している。このように、動作タイミングをずらすことにより、電流の集中を抑制することができる。   In the phase adjustment circuit 35, the inverter 440 causes the phase difference between the control reference clock signal RCK input from the clock generation circuit 20 and the delay reference signal RCKDLY that is the phase adjusted signal output from the phase adjustment circuit 35 to be 180. It is set to be a degree. In this way, current concentration can be suppressed by shifting the operation timing.

図8Bに示す位相調整回路35では、遅延基準信号RCKDLYの、制御基準クロック信号RCKからの位相差を180度に設定するので、例えば、制御基準クロック信号RCKをインバータ440により反転させるだけでよいので、図6〜図7Bと比較して簡単な構成となる。この構成では、多段の遅延回路401〜404や多入力のマルチプレクサ410は必要なく、2入力のマルチプレクサ411、クロックバッファ420、及びインバータ440の構成で実現できる。即ち、図6、図7Bに示すような出力段側の位相調整回路34を設けなくてもよい。   In the phase adjustment circuit 35 shown in FIG. 8B, the phase difference of the delay reference signal RCKDLY from the control reference clock signal RCK is set to 180 degrees, and therefore, for example, the control reference clock signal RCK only needs to be inverted by the inverter 440. Compared with FIGS. 6 to 7B, the configuration is simple. In this configuration, the multi-stage delay circuits 401 to 404 and the multi-input multiplexer 410 are not necessary, and can be realized by the configuration of the 2-input multiplexer 411, the clock buffer 420, and the inverter 440. That is, the phase adjustment circuit 34 on the output stage side as shown in FIGS. 6 and 7B may not be provided.

ただし、本構成では、動作タイミングの調整は180度の位相反転に限られるので、微調整が要求される場合は、図6〜図7Bに示す構成の方が好適であるため、適宜、用途に応じて構成を選択する。   However, in this configuration, the adjustment of the operation timing is limited to 180 degree phase reversal. Therefore, when fine adjustment is required, the configuration shown in FIGS. Select the configuration accordingly.

<位相調整回路例3>
図9Aに、タイミング生成回路31の出力段に180度位相調整用の位相調整回路36を配置する例を示す。図9Bに図9Aのタイミング生成回路31(32)の出力段に設けられる、位相調整回路36の構成例を示す。
<Phase adjustment circuit example 3>
FIG. 9A shows an example in which a phase adjustment circuit 36 for 180 degree phase adjustment is arranged at the output stage of the timing generation circuit 31. FIG. 9B shows a configuration example of the phase adjustment circuit 36 provided at the output stage of the timing generation circuit 31 (32) of FIG. 9A.

図9Bに示す出力段の位相調整回路36は、制御基準クロック信号RCKを基準として生成した複数の制御クロック信号CK1〜CKnを、インバータ440によってタイミング調整し、タイミング調整した調整制御クロック信号CKxDLYを出力して、回路ブロック10aに与える。図9Bに示す位相調整回路36は、インバータ440、2つのフリップフロップ回路430,430、インバータ440、マルチプレクサ411、及びクロックバッファ420を備えている。   The phase adjustment circuit 36 in the output stage shown in FIG. 9B adjusts the timing of the plurality of control clock signals CK1 to CKn generated based on the control reference clock signal RCK by the inverter 440, and outputs the adjusted control clock signal CKxDLY adjusted in timing. Then, it is given to the circuit block 10a. The phase adjustment circuit 36 illustrated in FIG. 9B includes an inverter 440, two flip-flop circuits 430 and 430, an inverter 440, a multiplexer 411, and a clock buffer 420.

図9Bに示す出力段の位相調整回路36を配置する構成例では、図6と異なり、基準クロックとなる遅延基準信号RCKDLYを生成する回路は必要ない。詳しくは、図7Bに示す出力段の位相調整回路34に、インバータ440を追加挿入すれば位相を変更できるため、図6、図7Aに示すような入力段側の位相調整回路33を設けなくてもよい。したがって、図6と比較して、構成を簡素化することができる。   In the configuration example in which the phase adjustment circuit 36 of the output stage shown in FIG. 9B is arranged, unlike FIG. 6, a circuit for generating the delayed reference signal RCKDLY serving as the reference clock is not necessary. Specifically, since the phase can be changed by additionally inserting an inverter 440 into the phase adjustment circuit 34 of the output stage shown in FIG. 7B, the phase adjustment circuit 33 on the input stage side as shown in FIGS. 6 and 7A is not provided. Also good. Therefore, the configuration can be simplified as compared with FIG.

ただし、本構成では、動作タイミングの調整は180度の位相反転に限られるので、微調整が要求される場合は、図6〜図7Bに示す構成の方が好適であるため、適宜、用途に応じて構成を選択する。   However, in this configuration, the adjustment of the operation timing is limited to 180 degree phase reversal. Therefore, when fine adjustment is required, the configuration shown in FIGS. Select the configuration accordingly.

図6〜図9Bに示した位相調整回路を用いて、動作タイミングを僅かにずらすことにより、電流の集中を抑制することができる。   By using the phase adjustment circuit shown in FIGS. 6 to 9B and slightly shifting the operation timing, current concentration can be suppressed.

詳しくは、電流の変動は主に、クロック信号の立ち上がり立ち下がり時に発生するため、そのタイミングをわざとずらすことで、電流変動を分散でき、電流変動による電源電圧またはGNDの電位変動に起因するノイズを低減できる。   Specifically, current fluctuations mainly occur when the clock signal rises and falls. By intentionally shifting the timing, current fluctuations can be dispersed, and noise caused by fluctuations in the power supply voltage or GND due to current fluctuations can be reduced. Can be reduced.

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。   As mentioned above, although this invention has been demonstrated based on each embodiment, this invention is not limited to the requirements shown in the said embodiment. With respect to these points, the gist of the present invention can be changed without departing from the scope of the present invention, and can be appropriately determined according to the application form.

1,2 半導体集積回路
10,10−1 並列処理回路部
10a,10b, 回路ブロック
11〜11,12〜12,13〜13,14〜14 クロック分配網
20 クロック生成回路
201,203 第1段インバータ回路(前段を構成する複数のインバータ)
202,204 第2段インバータ回路(後段を構成する複数のインバータ)
210 インバータ
210a,210a〜210a 各インバータ(前段のインバータのセル)
210b,210b〜210b 各インバータ(後段のインバータのセル)
211 Pchトランジスタ
212 Nchトランジスタ
301 トランスファーゲート回路(複数のトランスファーゲート)
310 トランスファーゲート
310a〜310a 各トランスファーゲート
31,32 タイミング生成回路
33 位相調整回路(入力段側)
34 位相調整回路(出力段側)
35 位相調整回路(入力段、位相180度変換用)
36 位相調整回路(出力段、位相180度変換用)
41,42 入力バッファ回路
51(51α,51β,51γ),52 クロックバッファ回路
61〜61,62〜62,63〜63,64〜64 末端素子(Pchトランジスタのゲート)
65〜65 末端素子(Nchトランジスタのゲート)
71,72,73,74 クロック配線
RCK 制御基準クロック
CK1,CKx,CKn 制御クロック信号
CKxOUT 制御出力クロック信号
CKxOUTB 反転制御出力クロック信号
RCKDLY 遅延基準クロック信号
CKxDLY 遅延クロック信号
1,2 semiconductor integrated circuit 10 and 10-1 parallel processing circuit unit 10a, 10b, the circuit block 11 1 ~11 n, 12 1 ~12 n, 13 1 ~13 n, 14 1 ~14 n clock distribution network 20 clock generation Circuits 201 and 203 First stage inverter circuit (a plurality of inverters constituting the previous stage)
202, 204 Second stage inverter circuit (multiple inverters constituting the latter stage)
210 Inverters 210a, 210a 1 to 210a N inverters (previous inverter cells)
210b, 210b 1 to 210b M inverters (cells of inverters in the subsequent stage)
211 Pch transistor 212 Nch transistor 301 Transfer gate circuit (multiple transfer gates)
310 Transfer gates 310a 1 to 310a N Transfer gates 31 and 32 Timing generation circuit 33 Phase adjustment circuit (input stage side)
34 Phase adjustment circuit (output stage side)
35 Phase adjustment circuit (input stage, phase 180 degree conversion)
36 Phase adjustment circuit (output stage, phase 180 degree conversion)
41, 42 Input buffer circuit 51 (51α, 51β, 51γ), 52 Clock buffer circuit 61 1 to 61 p , 62 1 to 62 p , 63 1 to 63 p , 64 1 to 64 p Terminal element (Pch transistor gate)
65 1 to 65 p- terminal element (Nch transistor gate)
71, 72, 73, 74 Clock wiring RCK Control reference clock CK1, CKx, CKn Control clock signal CKxOUT Control output clock signal CKxOUTB Inverted control output clock signal RCKDLY Delay reference clock signal CKxDLY Delay clock signal

特開2009‐200546号公報JP 2009-200546 A 特開2015‐204471号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2015-204471

Claims (9)

1対の長辺と1対の短辺とを備えた長方形形状の半導体基板上に形成された半導体集積回路であって、
取得する制御基準クロック信号に基づいて複数の制御クロック信号を生成する同一機能の複数のタイミング生成回路と、
前記複数のタイミング生成回路と同数に、互いに面積が略等しい回路ブロックに分割される並列処理回路部と、を備えており、
各回路ブロックには、対応する各タイミング生成回路から、複数の制御クロック信号が入力され、
前記各回路ブロックでは、入力された複数の制御クロック信号に夫々対応する、前記複数の制御クロック信号と同数の、複数のクロック分配網が形成され、
前記並列処理回路部は各クロック分配網毎に並列に処理可能であり、
前記各クロック分配網は、
各制御クロック信号が入力される、入力バッファ回路と、
前記入力バッファ回路と直列に接続され、前記回路ブロックの半導体基板の長手方向に対して中央付近に配置されるクロックバッファ回路と、
分岐しているクロック配線によって前記クロックバッファ回路と接続され、前記クロックバッファ回路から出力される制御出力クロック信号が分配されて供給される複数の末端素子と、を備えていることを特徴とする
半導体集積回路。
A semiconductor integrated circuit formed on a rectangular semiconductor substrate having a pair of long sides and a pair of short sides,
A plurality of timing generation circuits having the same function for generating a plurality of control clock signals based on a control reference clock signal to be acquired;
A parallel processing circuit section divided into circuit blocks having substantially the same area as the plurality of timing generation circuits,
Each circuit block receives a plurality of control clock signals from the corresponding timing generation circuits,
In each of the circuit blocks, a plurality of clock distribution networks corresponding to the plurality of input control clock signals, the same number as the plurality of control clock signals, are formed.
The parallel processing circuit unit can process in parallel for each clock distribution network,
Each of the clock distribution networks is
An input buffer circuit to which each control clock signal is input; and
A clock buffer circuit connected in series with the input buffer circuit and disposed near the center with respect to the longitudinal direction of the semiconductor substrate of the circuit block;
A plurality of terminal elements connected to the clock buffer circuit by branching clock lines and supplied with a control output clock signal output from the clock buffer circuit. Integrated circuit.
前記クロックバッファ回路は、並列接続された複数のインバータ又は複数のトランスファーゲートによって構成された段が、2段以上直列接続された構成であり、
後段を構成する複数のインバータ又はトランスファーゲートの並列接続される個数は、前段を構成する複数のインバータ又はトランスファーゲートの並列接続される個数よりも多いことを特徴とする
請求項1に記載の半導体集積回路。
The clock buffer circuit has a configuration in which two or more stages constituted by a plurality of inverters connected in parallel or a plurality of transfer gates are connected in series.
2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the number of the plurality of inverters or transfer gates constituting the subsequent stage is connected in parallel is larger than the number of the plurality of inverters or transfer gates constituting the preceding stage being connected in parallel. circuit.
前記クロックバッファ回路を構成する複数のインバータ又は複数のトランスファーゲートの、各インバータ又は各トランスファーゲートにはPchトランジスタ及びNchトランジスタが含まれており、
前記複数のインバータ又は前記複数のトランスファーゲートにおいて含まれている夫々のPchトランジスタはサイズが共通であり、夫々Nchトランジスタはサイズが共通であることを特徴とする
請求項1又は2に記載の半導体集積回路。
Each inverter or each transfer gate of the plurality of inverters or the plurality of transfer gates constituting the clock buffer circuit includes a Pch transistor and an Nch transistor,
3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the Pch transistors included in the plurality of inverters or the plurality of transfer gates have a common size, and the Nch transistors have a common size. 4. circuit.
前記クロックバッファ回路を構成する、前記複数のインバータの各インバータの間隔、又は前記複数のトランスファーゲートの各トランスファーゲートの間隔を半導体基板の長手方向に広くとることで、前記クロックバッファ回路が前記半導体基板の長手方向に空間的に広がっていることを特徴とする
請求項2又は3に記載の半導体集積回路。
The clock buffer circuit is configured so that the interval between the inverters of the plurality of inverters or the interval between the transfer gates of the plurality of transfer gates is widened in the longitudinal direction of the semiconductor substrate. The semiconductor integrated circuit according to claim 2, wherein the semiconductor integrated circuit extends spatially in the longitudinal direction.
前記複数のタイミング生成回路は、それぞれ、前記制御基準クロック信号の位相を任意に調整可能な位相調整回路を備え、位相調整された制御基準クロック信号に基づいて複数の制御クロック信号を生成することを特徴とする
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の半導体集積回路。
Each of the plurality of timing generation circuits includes a phase adjustment circuit capable of arbitrarily adjusting the phase of the control reference clock signal, and generates a plurality of control clock signals based on the phase-adjusted control reference clock signal. The semiconductor integrated circuit according to any one of claims 1 to 4.
前記位相調整回路は、前記制御基準クロック信号と、前記位相調整回路から出力される前記位相調整された制御基準クロック信号との位相差が180度になるように設定されることを特徴とする
請求項5に記載の半導体集積回路。
The phase adjustment circuit is set so that a phase difference between the control reference clock signal and the phase-adjusted control reference clock signal output from the phase adjustment circuit is 180 degrees. Item 6. The semiconductor integrated circuit according to Item 5.
前記並列処理回路部を構成する前記同一機能を有する前記回路ブロックは、アナログ信号処理、A/D変換、およびデジタル信号処理のうち少なくとも1つを実行することを特徴とする
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の半導体集積回路。
7. The circuit block having the same function constituting the parallel processing circuit unit executes at least one of analog signal processing, A / D conversion, and digital signal processing. The semiconductor integrated circuit according to any one of the above.
前記制御基準クロック信号を生成するクロック生成回路を備えており、
前記クロック生成回路は、任意の周波数の制御基準クロック信号を前記複数のタイミング生成回路にそれぞれ出力可能であることを特徴とする
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の半導体集積回路。
A clock generation circuit for generating the control reference clock signal;
The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the clock generation circuit is capable of outputting a control reference clock signal having an arbitrary frequency to each of the plurality of timing generation circuits.
半導体集積回路のクロック供給方法であって、1対の長辺と1対の短辺とを備えた長方形形状の半導体基板上に形成される当該半導体集積回路は、複数のタイミング生成回路と、前記複数のタイミング生成回路と同数の各回路ブロックを含み、該回路ブロックには複数のクロック分配網が形成されている並列処理回路部とを備えており、
クロック供給方法は、
前記複数のタイミング生成回路で、取得する制御基準クロック信号に基づいて複数の制御クロック信号を生成するステップと、
前記並列処理回路部の各クロック分配網において、各制御クロック信号は、各入力バッファから各クロックバッファ回路へ伝達され、制御出力クロック信号として分配されて複数の末端素子へ供給されるステップと、を有しており、
前記各クロックバッファ回路は、前記回路ブロックの半導体基板の長手方向に対して中央付近に配置されていることを特徴とする
半導体集積回路のクロック供給方法。
A clock supply method for a semiconductor integrated circuit, the semiconductor integrated circuit formed on a rectangular semiconductor substrate having a pair of long sides and a pair of short sides, comprising: a plurality of timing generation circuits; The circuit block includes the same number of circuit blocks as the plurality of timing generation circuits, and the circuit block includes a parallel processing circuit unit in which a plurality of clock distribution networks are formed.
The clock supply method is
Generating a plurality of control clock signals based on a control reference clock signal to be acquired in the plurality of timing generation circuits;
In each clock distribution network of the parallel processing circuit unit, each control clock signal is transmitted from each input buffer to each clock buffer circuit, distributed as a control output clock signal, and supplied to a plurality of terminal elements. Have
The clock supply circuit for a semiconductor integrated circuit, wherein each of the clock buffer circuits is arranged near the center with respect to the longitudinal direction of the semiconductor substrate of the circuit block.
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