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JP2001015603A - Adjusting the circuit operating speed - Google Patents

Adjusting the circuit operating speed

Info

Publication number
JP2001015603A
JP2001015603A JP11184245A JP18424599A JP2001015603A JP 2001015603 A JP2001015603 A JP 2001015603A JP 11184245 A JP11184245 A JP 11184245A JP 18424599 A JP18424599 A JP 18424599A JP 2001015603 A JP2001015603 A JP 2001015603A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cell
circuit
cells
output transistor
power consumption
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11184245A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takaaki Aoki
孝哲 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP11184245A priority Critical patent/JP2001015603A/en
Publication of JP2001015603A publication Critical patent/JP2001015603A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 消費電力の増大を抑えて回路のタイミング違
反を解消すること。 【解決手段】 集積回路の配置配線処理後に、同一論理
で異なる閾値電圧と異なる出力トランジスタサイズを持
つセルから成るセルライブラリを使用し、集積回路の中
のタイミング違反を犯している2個の連続したセルのみ
に着目し、これらセルの閾値電圧と出力トランジスタサ
イズを変更することで、タイミング違反を解消する。配
置配線処理後に、上記処理を行うことでタイミング的に
問題になっている部分だけに低い閾値電圧のセルを使用
することができ、スタンバイ時のリーク電流の増加を抑
えることが可能となる。また、セルの出力トランジスタ
サイズを同時に変更することで、より消費電力の少ない
組み合わせを容易に選択することが可能となる。
(57) [Problem] To solve a timing violation of a circuit while suppressing an increase in power consumption. SOLUTION: After a placement and routing process of an integrated circuit, a cell library including cells having the same logic, different threshold voltages and different output transistor sizes is used, and two consecutive violating timings in the integrated circuit are violated. Attention is paid only to the cells, and the timing violation is eliminated by changing the threshold voltage and the output transistor size of these cells. By performing the above processing after the placement and routing processing, it is possible to use cells having a low threshold voltage only in a portion having a timing problem, thereby suppressing an increase in leakage current during standby. Also, by simultaneously changing the output transistor size of the cell, it is possible to easily select a combination with lower power consumption.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の異なる閾値
を有するセルを集積して成る集積回路に係り、特に集積
回路の速度を調整する回路動作速度の調整方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an integrated circuit in which a plurality of cells having different threshold values are integrated, and more particularly to a method for adjusting a circuit operation speed for adjusting the speed of an integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、集積回路上には複数のセルを用い
て回路が形成されている。例えばこれら複数のセルによ
り論理回路が形成されていた場合、各セルはハイレベ
ル、ローレベルの入力電圧を閾値で区別し、その出力を
ハイレベル又はローレベルにする。このような集積回路
において、タイミング違反を犯しているブロックがみつ
かると、そのブロックを構成するセルの閾値を一律に下
げて、前記ブロックの動作速度を速める事が行われてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, a circuit is formed on an integrated circuit using a plurality of cells. For example, when a logic circuit is formed by a plurality of these cells, each cell distinguishes a high-level or low-level input voltage by a threshold and sets its output to a high or low level. In such an integrated circuit, when a block violating the timing is found, the threshold value of the cells constituting the block is reduced uniformly to increase the operation speed of the block.

【0003】ここで、セルの閾値電圧を下げると、入力
電圧がローレベルから僅かに上昇した時に、それをハイ
レベルの入力信号と識別し、その出力をハイレベルにす
ることができ、結果的にセルの動作速度を速めることが
できる。
Here, when the threshold voltage of a cell is lowered, when the input voltage slightly rises from a low level, it can be recognized as a high-level input signal, and its output can be made high. Thus, the operating speed of the cell can be increased.

【0004】又、上記したタイミング違反を犯している
ブロックがみつかると、そのブロックを構成するセルの
出力トランジスタサイズを大きくしてセルの駆動力を大
きくすることにより、前記ブロックの動作速度を速める
事も行われている。
When a block violating the timing violation described above is found, the operation speed of the block is increased by increasing the output transistor size of the cells constituting the block and increasing the driving force of the cells. Has also been done.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、セルの閾値電
圧を下げた時、ローレベルの入力電圧に対して僅かでも
電圧が高くなると、前記閾値付近に達するため、セルが
半開きの状態になり易く、スタンバイ時のセルのリーク
電流が増加して、消費電力が増大してしまうという問題
があった。
However, when the threshold voltage of the cell is lowered, if the voltage slightly increases with respect to the low-level input voltage, the cell approaches the threshold value, and the cell is likely to be half-open. In addition, there has been a problem that the leakage current of the cell at the time of standby increases and power consumption increases.

【0006】又、上記した出力トランジスタのサイズを
大きくする方法では、スタンバイ時のセルのリーク電流
は少ないが、動作時のセルの消費電力が増大するため、
動作時の消費電力が増大してしまうという問題があっ
た。
In the above method of increasing the size of the output transistor, the leakage current of the cell during standby is small, but the power consumption of the cell during operation increases.
There is a problem that power consumption during operation increases.

【0007】本発明は、上述の如き従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的は、消費電力の増大
を抑えて回路のタイミング違反を解消することができる
回路動作速度の調整方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a method of adjusting a circuit operating speed capable of eliminating a timing violation of a circuit while suppressing an increase in power consumption. It is to provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明の特徴は、複数のセルを接続して形
成された回路の回路動作速度の調整方法において、2個
の連続して接続された第1、第2のセルに注目し、前記
第1のセルの出力トランジスタサイズを変化させると共
に、前記第1のセルにより駆動される前記第2のセルの
閾値を変化させることにある。
In order to achieve the above object, a feature of the present invention is to provide a method of adjusting a circuit operating speed of a circuit formed by connecting a plurality of cells, the method comprising the steps of: Attention is paid to the first and second cells connected as described above, and the output transistor size of the first cell is changed, and the threshold value of the second cell driven by the first cell is changed. It is in.

【0009】請求項2の発明の特徴は、複数のセルを接
続して形成された回路の回路動作速度の調整方法におい
て、前記回路の配置配線処理を行って配線負荷容量を算
出する過程と、前記算出された配線負荷容量に基づいて
回路の動作速度のタイミング解析を行う過程と、前記タ
イミング解析で動作速度が問題となる2個の連続して接
続された第1、第2のセルに着目する過程と、前記第1
のセルの出力トランジスタサイズを変化させると共に、
前記第1のセルにより駆動される前記第2のセルの閾値
を変化させて得られる第1、第2のセルの組み合わせを
求める過程と、前記求められた組み合わせの中から最適
な出力トランジスタサイズと閾値を有する前記第1、第
2のセルを選択する過程とを具備することにある。
A second aspect of the present invention is a method for adjusting a circuit operating speed of a circuit formed by connecting a plurality of cells, wherein a step of performing a wiring arrangement process of the circuit to calculate a wiring load capacitance; Attention is focused on the process of performing a timing analysis of the operation speed of the circuit based on the calculated wiring load capacitance, and the two consecutively connected first and second cells whose operation speed is a problem in the timing analysis. And the first
Change the output transistor size of the cell
A step of obtaining a combination of first and second cells obtained by changing a threshold value of the second cell driven by the first cell; and an optimum output transistor size among the obtained combinations. Selecting the first and second cells having a threshold value.

【0010】請求項3の発明の特徴は、複数のセルを接
続して形成された回路の回路動作速度の調整方法におい
て、前記回路の配置配線処理を行う過程と、前記回路の
シミュレーションによる各セルの動作確立Pを解析する
過程と、前記回路の動作速度のタイミング解析を行う過
程と、前記タイミング解析で動作速度が問題となる2個
の連続して接続された第1、第2のセルに着目する過程
と、前記第1のセルの出力トランジスタサイズを変化さ
せると共に、前記第1のセルにより駆動される前記第2
のセルの閾値を変化させて得られる第1、第2のセルの
組み合わせを求める過程と、前記求められた組み合わせ
の中から、消費電力W=(P×セルの動作時の消費電
力)+{(1−P)×セルのスタンバイ時のリーク電流
による消費電力}を考慮して、最適な出力トランジスタ
サイズと閾値を有する第1、第2のセルを選択する過程
とを具備することにある。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for adjusting a circuit operating speed of a circuit formed by connecting a plurality of cells, wherein the step of arranging and wiring the circuit and the step of simulating each cell by simulation of the circuit. Analyzing the operation establishment P of the circuit, performing the timing analysis of the operation speed of the circuit, and performing the timing analysis on the two consecutively connected first and second cells whose operation speed is a problem. Focusing on changing the output transistor size of the first cell and the second cell driven by the first cell.
Of the first and second cell combinations obtained by changing the threshold value of the cell, and the power consumption W = (P × power consumption during cell operation) + 消費(1−P) × selecting the first and second cells having the optimum output transistor size and the optimum threshold value in consideration of the power consumption の due to the leakage current at the time of standby of the cell.

【0011】請求項4の発明の特徴は、前記出力トラン
ジスタサイズと閾値を変化させて得られる前記第1、第
2のセルの組み合わせを、同一論理で異なる閾値電圧と
異なる出力トランジスタサイズを持つセルから成るセル
ライブラリの中から選択することにある。
A feature of the invention according to claim 4 is that the combination of the first and second cells obtained by changing the size of the output transistor and the threshold value is a cell having the same logic, different threshold voltage and different output transistor size. To select from a cell library consisting of:

【0012】請求項5の発明の前記複数のセルを接続し
て形成された回路は集積回路である。
The circuit formed by connecting the plurality of cells according to the invention of claim 5 is an integrated circuit.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は、本発明の回路動作速度の
調整方法を適用する集積回路の第1の実施の形態を示し
た回路図である。集積回路1は複数のセルCを接続して
構成された回路を集積している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of an integrated circuit to which the circuit operation speed adjusting method of the present invention is applied. The integrated circuit 1 integrates a circuit configured by connecting a plurality of cells C.

【0014】図2は図1に示した回路の中で、タイミン
グ違反を犯しているネットNで、動作速度を速めるべ
く、注目したセルCd、Crを示した回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing, in the circuit shown in FIG. 1, cells Cd and Cr of interest in order to increase the operation speed in the net N violating the timing.

【0015】次に本実施の形態における集積回路の速度
を速める方法について説明する。
Next, a method for increasing the speed of the integrated circuit according to the present embodiment will be described.

【0016】(1)同一論理で異なる閾値電圧を持つセ
ルと、異なる出力トランジスタサイズを持つセルからな
るライブラリを用意する。
(1) A library including cells having the same logic and different threshold voltages and cells having different output transistor sizes is prepared.

【0017】(2)集積回路の配置配線処理を行い配線
負荷容量を計算する。
(2) A process of arranging and wiring the integrated circuit is performed to calculate a wiring load capacitance.

【0018】(3)(2)の結果を基にタイミング解析
を行う。
(3) A timing analysis is performed based on the result of (2).

【0019】(4)(3)の結果を基にタイミング違反
を犯している配線を抽出する。
(4) Based on the result of (3), a wiring that violates the timing is extracted.

【0020】(5)(4)で抽出されたネットNに対し
以下の処理を行う。
(5) The following processing is performed on the net N extracted in (4).

【0021】(5.1)ネットNを駆動するセルCdの
出力トランジスタサイズとネットNにより駆動されるセ
ルCrの閾値を変化させた時の遅延値Taと消費電力P
を求めた図3に対応するような表を作成する。ここで、
タイミング違反を解消する為の遅延値をTr,Taとす
る(ここで、Cdの出力トランジスタサイズとCrの閾
値電圧の組合せにより実現される遅延時間をTaとす
る)。
(5.1) The delay value Ta and the power consumption P when the output transistor size of the cell Cd driving the net N and the threshold value of the cell Cr driven by the net N are changed
Is created as shown in FIG. here,
The delay values for eliminating the timing violation are Tr and Ta (here, the delay time realized by the combination of the output transistor size of Cd and the threshold voltage of Cr is Ta).

【0022】(5.2)(5.1)で求められたライブ
ラリの中から、Ta≦Trとなる閾値と出力トランジス
タサイズの組み合わせの中から最も消費電力Pの小さく
なるものを選び出す。
(5.2) From the library obtained in (5.1), a library with the smallest power consumption P is selected from combinations of thresholds and output transistor sizes satisfying Ta ≦ Tr.

【0023】(5.3)(5.2)で選ばれた組み合わ
せに従ってセルを変更する。
(5.3) The cell is changed according to the combination selected in (5.2).

【0024】ここで、ネットNの速度を速める方法につ
いて図3を参照して更に詳しく説明する。
Here, a method of increasing the speed of the net N will be described in more detail with reference to FIG.

【0025】図3は、3種類の閾値電圧(L−Vth)
<(M−Vth)<(H−Vth)と3種類の出力トラ
ンジスタサイズ(S−Tr)<(M−Tr)<(L−T
r)を持つセルライブラリを使用した場合の例である。
FIG. 3 shows three types of threshold voltages (L-Vth).
<(M−Vth) <(H−Vth) and three types of output transistor sizes (S−Tr) <(M−Tr) <(LT)
This is an example when a cell library having r) is used.

【0026】このライブラリの横方向の組み合わせは出
力トランジスタサイズを同一として閾値を変更した場合
で、縦方向の組み合わせは閾値を一定として出力トラン
ジスタサイズを変更した場合で、対角線方向は閾値と出
力トランジスタサイズの両方を同時に変更した場合を示
している。
The combination in the horizontal direction of this library is the case where the threshold value is changed with the output transistor size being the same, and the combination in the vertical direction is the case where the output transistor size is changed with the threshold value kept constant. Are changed at the same time.

【0027】出力トランジスタサイズが大きくなるに従
って、時間に対する電圧の立上がりが急峻になり、閾値
が一定であれば、出力トランジスタサイズが大きい方が
セルの速度は速くなる。又、閾値が低い程、セルの速度
は遅くなる。
As the size of the output transistor increases, the rise of the voltage with respect to time becomes steeper. If the threshold value is constant, the speed of the cell increases as the size of the output transistor increases. Also, the lower the threshold, the slower the cell speed.

【0028】図2に示すネットNを駆動するセルCdの
出力トランジスタサイズとネットNで駆動されるセルC
rの閾値電圧の組み合わせによる遅延時間Taは図3に
示すようになる。
The output transistor size of the cell Cd driving the net N shown in FIG.
The delay time Ta based on the combination of the threshold voltages r is as shown in FIG.

【0029】例えば(M−Vth,M−Tr)の組み合
わせで設計された初期状態でタイミング違反を犯してい
る場合、これを解消するために図3の例では、(L−V
th,S−Tr)、(L−Vth,M−Tr)、(L−
Vth,L−Tr)、(M−Vth,L−Tr)、(H
−Vth,L−Tr)の5種類の組み合わせが存在す
る。これらの組み合わせの中から、最も消費電力の少な
い組み合わせを選択することで低消費電力回路を実現す
ることが出来る。
For example, when a timing violation is committed in the initial state designed by the combination of (M-Vth, M-Tr), in the example of FIG.
th, S-Tr), (L-Vth, M-Tr), (L-
Vth, L-Tr), (M-Vth, L-Tr), (H
-Vth, L-Tr). A low power consumption circuit can be realized by selecting a combination that consumes the least power from these combinations.

【0030】図4の例では、閾値と出力トランジスタサ
イズの組み合わせは、(L−Vth,L−Tr)の組み
合わせに変更している。これは、速度を優先して選択し
た結果である。この場合、ネットNは図4に示すように
その設定が変更され、セルCdの出力トランジスタサイ
ズは大きく、セルCrの閾値は低くなる。しかし、速度
がそれ程速くなくてもよい場合は、(M−Vth,L−
Tr)又は(H−Vth,L−Tr)の組み合わせも選
択でき、消費電力を抑える変更も可能である。
In the example shown in FIG. 4, the combination of the threshold value and the output transistor size is changed to the combination of (L-Vth, L-Tr). This is the result of the selection with priority given to speed. In this case, the setting of the net N is changed as shown in FIG. 4, the output transistor size of the cell Cd is large, and the threshold value of the cell Cr is low. However, if the speed does not need to be so high, (M-Vth, L-
Tr) or (H-Vth, L-Tr) can be selected, and a change to suppress power consumption is also possible.

【0031】一般に閾値電圧を変更した場合、セルサイ
ズの変更は発生しない。しかし、出力トランジスタサイ
ズを変更した場合はセル自身の物理的なサイズも変化す
る。セルサイズが変化した場合は、同一座標に変更後の
セルを配置することが出来るとは限らない為、セルCd
の配置可能座標の探索及び配線負荷容量の再計算を行う
必要が生じる。
Generally, when the threshold voltage is changed, no change in the cell size occurs. However, when the output transistor size is changed, the physical size of the cell itself also changes. If the cell size changes, it is not always possible to place the cell after the change at the same coordinates.
It is necessary to search for possible coordinates and recalculate the wiring load capacitance.

【0032】本実施の形態によれば、同一論理で異なる
閾値電圧と異なる出力トランジスタサイズを持つセルか
ら成るセルライブラリを使用し、タイミング違反を犯し
ているネットを構成する一対のセルCd、Crのみに対
し、セルの閾値電圧と出力トランジスタサイズを変更す
ることでタイミング違反を解消することにより、図3の
対角線方向の組み合わせが可能になり、組み合わせ数を
増大させることができる。それ故、消費電力がより少な
くなる組み合わせを選ぶことができ、集積回路の速度を
消費電力の増大無しに速めることができる。
According to this embodiment, a cell library composed of cells having the same logic, different threshold voltages and different output transistor sizes is used, and only a pair of cells Cd and Cr constituting a net violating the timing are used. On the other hand, by eliminating the timing violation by changing the threshold voltage of the cell and the size of the output transistor, the combination in the diagonal direction in FIG. 3 becomes possible, and the number of combinations can be increased. Therefore, a combination that consumes less power can be selected, and the speed of the integrated circuit can be increased without increasing power consumption.

【0033】又、配置配線処理後に、上記した閾値と出
力トランジスタサイズを変更する処理を行うことでタイ
ミング的に問題になっている部分だけに低い閾値電圧の
セルを使用することができ、集積回路全体としてはスタ
ンバイ時のリーク電流の増加を抑えることが可能とな
る。
Further, by performing the above-described processing for changing the threshold value and the output transistor size after the placement and routing processing, cells having a low threshold voltage can be used only in a portion having a timing problem, and the integrated circuit can be used. As a whole, it is possible to suppress an increase in leakage current during standby.

【0034】図5は本発明の回路動作速度の調整方法の
第2の実施の形態を示したフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a second embodiment of the circuit operation speed adjusting method according to the present invention.

【0035】本例の回路速度調整方法は、集積回路の配
置配線処理501、回路のシミュレーション502、タ
イミング解析503、セル設定処理504から成ってい
る。同一論理で異なる閾値電圧と異なる出力トランジス
タサイズを持つセルから成るセルライブラリを使用し、
タイミング違反を犯している部分に対し、標準値より低
い閾値電圧のトランジスタを使用したセルと、標準値よ
り大きなサイズの出力トランジスタを使用したセルを使
用する。
The circuit speed adjusting method of the present embodiment includes an integrated circuit arrangement / wiring process 501, a circuit simulation 502, a timing analysis 503, and a cell setting process 504. Using a cell library consisting of cells with the same logic, different threshold voltages and different output transistor sizes,
For a portion where a timing violation is committed, a cell using a transistor having a threshold voltage lower than the standard value and a cell using an output transistor having a size larger than the standard value are used.

【0036】この時、低い閾値電圧のセルはスタンバイ
時のリーク電流が標準閾値電圧のセルより大きい為、セ
ルの動作確立が低い部分に対して低閾値電圧セルを使用
することは消費電力の点から不利になる。従って、動作
確立の低い回路モジュールに対しては、標準サイズより
大きい出力トランジスタを使用したセルを用い、動作確
立の高い回路モジュールには、標準値より低い閾値電圧
のトランジスタを用いたセルを使用する。
At this time, since the low threshold voltage cell has a higher leakage current during standby than the standard threshold voltage cell, using the low threshold voltage cell for the portion where the operation of the cell is low is not advantageous in terms of power consumption. From disadvantages. Therefore, a cell using an output transistor larger than the standard size is used for a circuit module with a low probability of operation, and a cell using a transistor with a threshold voltage lower than the standard value is used for a circuit module with a high probability of operation. .

【0037】尚、各回路モジュールの動作確立はステッ
プ502の回路シミュレーションを行うことで求めるこ
とが出来る。
The operation of each circuit module can be established by performing a circuit simulation in step 502.

【0038】次に集積回路の動作速度の調整方法の処理
手順について説明する。
Next, the processing procedure of the method of adjusting the operating speed of the integrated circuit will be described.

【0039】まず、図5に示したステップ501にて、
集積回路の配置配線処理を行ない、ステップ502に
て、回路シミュレーションによる動作確立の解析を行な
う。更に、ステップ503にて、集積回路のタイミング
解析によるタイミング違反の抽出をおこない、ステップ
504にて、セルの置換処理を行う。
First, in step 501 shown in FIG.
An arrangement and wiring process of the integrated circuit is performed, and in step 502, the operation establishment is analyzed by circuit simulation. Further, in step 503, a timing violation is extracted by timing analysis of the integrated circuit, and in step 504, a cell replacement process is performed.

【0040】ここで、セルの置換処理時には、低閾値電
圧セルと出力トランジスタサイズが大きいセル双方の動
作時の消費電力とスタンバイ時の消費電力を比較し、よ
り消費電力の低い置換候補を選択する。
Here, during the cell replacement process, the power consumption during operation and the power consumption during standby of both the low threshold voltage cell and the cell having a large output transistor size are compared, and a replacement candidate with lower power consumption is selected. .

【0041】これには、動作時の消費電力とスタンバイ
時の消費電力の双方を登録したセルライブラリを用意
し、以下のような計算式で消費電力を求める。セルの動
作確率(スイッチング確率)をPとすると、消費電力W
は以下のように表される。
For this purpose, a cell library in which both the power consumption during operation and the power consumption during standby are registered is prepared, and the power consumption is obtained by the following formula. Assuming that the operation probability (switching probability) of the cell is P, the power consumption W
Is expressed as follows.

【0042】 消費電力W=P*動作時の消費電力+(1−P)*スタンバイ時のリーク電流 による消費電力…(1) (1)式より消費電力Wが小さくなるように、注目して
いるセルの閾値又は、出力トランジスタサイズを変更す
る。即ち、同じ動作速度を実現するのであれば、動作確
率が小さいところでは、出力トランジスタサイズを大き
くする置換が消費電力的には有利で、動作確率が大きい
ところでは、セルの閾値を低くする置換が消費電力的に
は有利となる。
Power consumption W = P * Power consumption during operation + (1−P) * Power consumption due to leakage current during standby ... (1) Pay attention to power consumption W from equation (1) so as to decrease. Change the threshold value of the cell or the size of the output transistor. That is, if the same operation speed is to be realized, the replacement that increases the output transistor size is advantageous in terms of power consumption where the operation probability is low, and the replacement that lowers the cell threshold is where the operation probability is high. This is advantageous in power consumption.

【0043】また、セルの閾値電圧の変更はセルのサイ
ズに影響を及ぼさないため、既に設計した集積回路に対
し、各セルを閾値電圧の異なる同一論理セルに交換する
ことで、高速動作製品及び低速動作・低消費電力製品を
図6に示すような手順により容易に製造することが出来
る。
Since the change in the threshold voltage of the cell does not affect the size of the cell, a high-speed operation product and a high-speed operation can be achieved by replacing each cell with the same logic cell having a different threshold voltage for an already designed integrated circuit. A low-speed operation / low power consumption product can be easily manufactured by the procedure shown in FIG.

【0044】ステップ601の配置配線処理後、各セル
を標準閾値セルで製造すると、一般製品ができる。
After the placement and routing process in step 601, each cell is manufactured with standard threshold cells to produce a general product.

【0045】ステップ601の配置配線処理後、ステッ
プ602の回路シミュレーション、ステップ603の回
路のタイミング解析をした後、ステップ604におい
て、セル閾値を低くし回路の速度を上げるセル置換処理
を行うと、高速動作製品を製造することができる。
After the placement and routing processing in step 601, the circuit simulation in step 602 and the timing analysis of the circuit in step 603 are performed. In step 604, a cell replacement processing for lowering the cell threshold and increasing the circuit speed is performed. Operational products can be manufactured.

【0046】一方、ステップ603の回路のタイミング
解析をした後、ステップ604にて、セルの閾値を高く
し回路の消費電力を小さくするセル置換処理を行うと、
低速動作、低消費電力製品を製造することができる。
On the other hand, after performing the circuit timing analysis in step 603, in step 604, a cell replacement process for increasing the cell threshold and reducing the circuit power consumption is performed.
A low-speed operation and low power consumption product can be manufactured.

【0047】本実施の形態によれば、集積回路を構成す
る回路の速度を調整する場合、(1)式に基づいてセル
の閾値電圧を変えることにより、目的の速度を達成する
ことができると共に、回路の速度と消費電力を任意に変
更して、各種の特性を有する製品を同一のウェハから容
易且つ安価に製造することができる。
According to the present embodiment, when adjusting the speed of the circuit constituting the integrated circuit, the desired speed can be achieved by changing the threshold voltage of the cell based on the equation (1). By arbitrarily changing the circuit speed and power consumption, products having various characteristics can be manufactured easily and inexpensively from the same wafer.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項1記
載の発明によれば、2個の連続したセルの閾値と出力ト
ランジスタサイズを同時に変更することにより、セルの
速度と消費電力の組み合わせが増加するため、消費電力
の増大を抑えて回路のタイミング違反を解消することが
できる組み合わせを容易に得ることができる。
As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, the combination of the cell speed and the power consumption is achieved by simultaneously changing the threshold value and the output transistor size of two consecutive cells. Therefore, it is possible to easily obtain a combination capable of suppressing a timing violation of a circuit while suppressing an increase in power consumption.

【0049】請求項2記載の発明によれば、2個の連続
したセルの閾値と出力トランジスタサイズを同時に変更
することにより、セルの速度と消費電力の組み合わせが
増加するため、目標の速度をクリアーし且つ消費電力の
少ない組み合わせを容易に選択することができ、消費電
力の増大を抑えて回路のタイミング違反を解消すること
ができる。しかも、回路の配置配線処理後に上記変更処
理を行うため、タイミング的に問題になっている部分に
ついてのみタイミング違反の解消をに行うことができ、
回路全体の消費電力の増大を抑えることができる。
According to the second aspect of the present invention, since the combination of the cell speed and the power consumption is increased by simultaneously changing the threshold value and the output transistor size of two consecutive cells, the target speed is cleared. In addition, a combination with low power consumption can be easily selected, and increase in power consumption can be suppressed and a timing violation of a circuit can be eliminated. In addition, since the above-mentioned change processing is performed after the circuit arrangement and wiring processing, it is possible to eliminate the timing violation only in the part where the timing is problematic,
An increase in power consumption of the entire circuit can be suppressed.

【0050】請求項3記載の発明によれば、セルの閾値
と出力トランジスタサイズを変更する際の消費電力の増
大管理を定量的にシビアーに行うことができる。
According to the third aspect of the present invention, it is possible to quantitatively and strictly manage the increase in power consumption when changing the cell threshold value and the output transistor size.

【0051】請求項4記載の発明によれば、セルライブ
ラリの中から適切なセルの閾値と出力トランジスタサイ
ズを有する組み合わせを選択することにより、回路の速
度調整を消費電力の増大無しに容易且つ短時間に行うこ
とができる。
According to the fourth aspect of the present invention, by selecting a combination having an appropriate cell threshold value and an output transistor size from the cell library, it is possible to easily and quickly adjust the speed of the circuit without increasing power consumption. Can be done on time.

【0052】請求項5記載の発明によれば、適用回路が
集積回路であるため、速度調整を消費電力の増大無しに
行える効果の有用性を非常に大きくすることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the applied circuit is an integrated circuit, the usefulness of the effect that the speed can be adjusted without increasing the power consumption can be greatly enhanced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の回路動作速度の調整方法を適用する集
積回路の第1の実施の形態を示した回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of an integrated circuit to which a circuit operation speed adjusting method of the present invention is applied.

【図2】図1に示した回路の中で、動作速度を調整する
注目セルCd、Crを示した回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing cells of interest Cd and Cr for adjusting an operation speed in the circuit shown in FIG. 1;

【図3】3種類の閾値電圧と3種類の出力トランジスタ
サイズを持つセルライブラリの特性例を示した図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating a characteristic example of a cell library having three types of threshold voltages and three types of output transistor sizes.

【図4】閾値電圧と出力トランジスタサイズを変更して
その速度を調整したセルの例を示した回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a cell in which the speed is adjusted by changing a threshold voltage and an output transistor size.

【図5】本発明の回路動作速度の調整方法の第2の実施
の形態を示したフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a second embodiment of the circuit operation speed adjusting method according to the present invention.

【図6】共通のウェハ上の集積回路の速度や消費電力を
変更することによって異なる性能の製品を製造する手順
を示したフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for manufacturing products having different performances by changing the speed and power consumption of an integrated circuit on a common wafer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 集積回路 C、Cd、Cr セル 1 Integrated circuit C, Cd, Cr cell

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のセルを接続して形成された回路の
回路動作速度の調整方法において、 2個の連続して接続された第1、第2のセルに注目し、
前記第1のセルの出力トランジスタサイズを変化させる
と共に、前記第1のセルにより駆動される前記第2のセ
ルの閾値を変化させることを特徴とする回路動作速度の
調整方法。
1. A method for adjusting a circuit operating speed of a circuit formed by connecting a plurality of cells, wherein attention is paid to two consecutively connected first and second cells.
A method of adjusting a circuit operation speed, comprising changing an output transistor size of the first cell and changing a threshold value of the second cell driven by the first cell.
【請求項2】 複数のセルを接続して形成された回路の
回路動作速度の調整方法において、 前記回路の配置配線処理を行って配線負荷容量を算出す
る過程と、 前記算出された配線負荷容量に基づいて回路の動作速度
のタイミング解析を行う過程と、 前記タイミング解析で動作速度が問題となる2個の連続
して接続された第1、第2のセルに着目する過程と、 前記第1のセルの出力トランジスタサイズを変化させる
と共に、前記第1のセルにより駆動される前記第2のセ
ルの閾値を変化させて得られる第1、第2のセルの組み
合わせを求める過程と、 前記求められた組み合わせの中から最適な出力トランジ
スタサイズと閾値を有する前記第1、第2のセルを選択
する過程と、 を具備することを特徴とする回路動作速度の調整方法。
2. A method for adjusting a circuit operation speed of a circuit formed by connecting a plurality of cells, wherein: a step of performing wiring processing of the circuit to calculate a wiring load capacitance; Performing a timing analysis of the operation speed of the circuit based on the following; focusing on two consecutively connected first and second cells having an operation speed problem in the timing analysis; Changing the output transistor size of the first cell and changing the threshold value of the second cell driven by the first cell to obtain a combination of the first and second cells. Selecting the first and second cells having the optimum output transistor size and threshold value from the combinations described above.
【請求項3】 複数のセルを接続して形成された回路の
回路動作速度の調整方法において、 前記回路の配置配線処理を行う過程と、 前記回路のシミュレーションによる各セルの動作確立P
を解析する過程と、 前記回路の動作速度のタイミング解析を行う過程と、 前記タイミング解析で動作速度が問題となる2個の連続
して接続された第1、第2のセルに着目する過程と、 前記第1のセルの出力トランジスタサイズを変化させる
と共に、前記第1のセルにより駆動される前記第2のセ
ルの閾値を変化させて得られる第1、第2のセルの組み
合わせを求める過程と、 前記求められた組み合わせの中から、消費電力W=(P
×セルの動作時の消費電力)+{(1−P)×セルのス
タンバイ時のリーク電流による消費電力}を考慮して、
最適な出力トランジスタサイズと閾値を有する第1、第
2のセルを選択する過程と、 を具備することを特徴とする回路動作速度の調整方法。
3. A method for adjusting a circuit operation speed of a circuit formed by connecting a plurality of cells, wherein a step of arranging and wiring the circuit and a step of establishing an operation of each cell by simulating the circuit.
Analyzing the operation speed of the circuit; performing a timing analysis of the operation speed of the circuit; and focusing on two consecutively connected first and second cells whose operation speed is a problem in the timing analysis. Obtaining a combination of first and second cells obtained by changing the output transistor size of the first cell and changing the threshold value of the second cell driven by the first cell. From the obtained combinations, the power consumption W = (P
× power consumption during cell operation) + {(1−P) × power consumption due to leakage current during standby of cell}
Selecting a first cell and a second cell having an optimum output transistor size and an optimum threshold value.
【請求項4】 前記出力トランジスタサイズと閾値を変
化させて得られる前記第1、第2のセルの組み合わせ
を、同一論理で異なる閾値電圧と異なる出力トランジス
タサイズを持つセルから成るセルライブラリの中から選
択することを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載
の回路動作速度の調整方法。
4. A combination of the first and second cells obtained by changing the output transistor size and the threshold value is selected from a cell library including cells having the same logic, different threshold voltages, and different output transistor sizes. The method for adjusting a circuit operation speed according to any one of claims 1 to 3, wherein the method is selected.
【請求項5】 前記複数のセルを接続して形成された回
路は集積回路であることを特徴とする請求項1乃至4い
ずれかに記載の回路動作速度の調整方法。
5. The circuit operating speed adjusting method according to claim 1, wherein the circuit formed by connecting the plurality of cells is an integrated circuit.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7893712B1 (en) 2009-09-10 2011-02-22 Xilinx, Inc. Integrated circuit with a selectable interconnect circuit for low power or high performance operation
US8987868B1 (en) 2009-02-24 2015-03-24 Xilinx, Inc. Method and apparatus for programmable heterogeneous integration of stacked semiconductor die
US9000490B2 (en) 2013-04-19 2015-04-07 Xilinx, Inc. Semiconductor package having IC dice and voltage tuners
US9015023B2 (en) 2010-05-05 2015-04-21 Xilinx, Inc. Device specific configuration of operating voltage

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