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JP2699831B2 - Clock distribution circuit - Google Patents

Clock distribution circuit

Info

Publication number
JP2699831B2
JP2699831B2 JP5263876A JP26387693A JP2699831B2 JP 2699831 B2 JP2699831 B2 JP 2699831B2 JP 5263876 A JP5263876 A JP 5263876A JP 26387693 A JP26387693 A JP 26387693A JP 2699831 B2 JP2699831 B2 JP 2699831B2
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JP
Japan
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wiring
clock
circuit
propagation delay
delay time
Prior art date
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Application number
JP5263876A
Other languages
Japanese (ja)
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JPH07121261A (en
Inventor
正人 枝廣
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH07121261A publication Critical patent/JPH07121261A/en
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Publication of JP2699831B2 publication Critical patent/JP2699831B2/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路等のク
ロック系回路方式において、クロックスキュー(クロッ
クの時間的ずれ)、クロック伝播遅延時間の調節可能な
クロック分配回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a clock distribution circuit capable of adjusting clock skew (clock time lag) and clock propagation delay time in a clock circuit system such as a semiconductor integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の技術としては、例えば
「クロック分配回路」(特開平4−326411)に記
載されるものがあった。この方式では、図2に示すよう
に各回路ブロック50−1〜50−nに対して一つのク
ロックドライバ41−1〜41−nを割当て、各クロッ
クドライバから対応する回路ブロックまでのメタル配線
61−1〜61−nにおける配線幅を調節することによ
ってのみクロックスキューを調節していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this kind of technique, there has been a technique described in, for example, "Clock Distribution Circuit" (Japanese Patent Laid-Open No. 4-326411). In this method, as shown in FIG. 2, one clock driver 41-1 to 41-n is allocated to each circuit block 50-1 to 50-n, and a metal wiring 61 from each clock driver to a corresponding circuit block. The clock skew was adjusted only by adjusting the wiring width in -1 to 61-n.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
クロック分配回路では次のような課題があった。
However, the above-described clock distribution circuit has the following problems.

【0004】現在のLSIでは一つのクロック出力回路
に接続する回路ブロック中に複数の同期回路があり、同
じクロックの供給を受けている場合が多い。その場合に
は図3に示すように、回路ブロック50−1の内部でメ
タル配線61−1は枝分かれし、複数個の同期回路65
−1,65−2,...に接続される。そのとき、枝分
かれ後の配線長、配線幅、接続するクロック入力素子に
おける負荷容量の違いによって回路ブロック内での伝播
遅延時間の差が生じ、きめ細かなクロックスキューの調
節ができないという問題があった。さらに、上述のクロ
ック分配回路では、クロック分配回路全体のクロック伝
播遅延時間をきめ細かく調整できないという問題もあっ
た。従って、いまだ技術的に十分満足のゆくクロック分
配回路を提供してはいない。
In a current LSI, a plurality of synchronous circuits are provided in a circuit block connected to one clock output circuit, and are often supplied with the same clock. In this case, as shown in FIG. 3, the metal wiring 61-1 branches inside the circuit block 50-1, and a plurality of synchronous circuits 65-1
-1, 65-2,. . . Connected to. At that time, there is a problem that a difference in propagation delay time in a circuit block occurs due to a difference in a wiring length, a wiring width after branching, and a load capacitance in a connected clock input element, and it is impossible to finely adjust a clock skew. Further, the above-described clock distribution circuit has a problem that the clock propagation delay time of the entire clock distribution circuit cannot be finely adjusted. Therefore, a clock distribution circuit which is technically satisfactory has not been provided yet.

【0005】本発明は、前記従来技術が持っていた課題
として、きめ細かなクロックスキュー及びクロック伝播
遅延時間の調節ができないという点について解決したク
ロック分配回路を提供するものである。
An object of the present invention is to provide a clock distribution circuit which solves the problem of the prior art that the fine adjustment of clock skew and clock propagation delay time cannot be performed.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明のクロック分配回
路は、クロック出力回路が出力するクロック信号を複数
のメタル配線と一個の配線分岐点を経由し二個の同期回
路へ分配供給するクロック分配回路において、前記メタ
ル配線位置を定め、前記クロック出力回路に含まれる素
子の特性、前記同期回路の負荷容量、前記同期回路内部
のクロック伝播遅延時間及び前記メタル配線の配線容量
と配線抵抗に基づき、クロックスキューが調整され、ク
ロック伝播遅延時間を最小化するように前記配線分岐点
及び前記メタル配線の配線幅を同時に調整するように構
成したことを特徴とする。また、本発明のクロック分配
回路は、クロック出力回路が出力するクロック信号を複
数のメタル配線と複数の配線分岐点を経由し複数の同期
回路へ分配供給するクロック分配回路において、前記複
数の同期回路から2つの同期回路を選択し、前記メタル
配線位置を定め、前記クロック出力回路に含まれる素子
の特性、前記同期回路の負荷容量、前記同期回路内部の
クロック伝播遅延時間及び前記メタル配線の配線容量と
配線抵抗に基づき、クロックスキューが調整され、クロ
ック伝播遅延時間を最小化するように前記配線分岐点及
び前記メタル配線の配線幅を同時に調整し、当該調整後
の同期回路の組を一つの同期回路とみなしてすべての同
期回路に対して当該調整を繰り返すことにより、複数の
配線分岐点の位置及び前記メタル配線の配線幅を定める
ように構成したことを特徴とする。
A clock distribution circuit according to the present invention distributes a clock signal output from a clock output circuit to two synchronous circuits via a plurality of metal wirings and one wiring branch point. In the circuit, the meta
The wiring included in the clock output circuit is determined.
Characteristics of the slave, load capacity of the synchronous circuit,
Clock propagation delay time and wiring capacitance of the metal wiring
Clock skew is adjusted based on
The wiring branch point so as to minimize the lock propagation delay time
And simultaneously adjust the width of the metal wiring.
It is characterized by having done. Further, the clock distribution circuit according to the present invention is a clock distribution circuit which distributes a clock signal output from a clock output circuit to a plurality of synchronization circuits via a plurality of metal wirings and a plurality of wiring branch points. select two synchronization circuits from the metal
An element which determines a wiring position and is included in the clock output circuit
Characteristics, load capacity of the synchronous circuit,
Clock propagation delay time and the wiring capacitance of the metal wiring
The clock skew is adjusted based on the wiring resistance,
And the wiring branch point so as to minimize the clock propagation delay time.
And the wiring width of the metal wiring are adjusted at the same time.
Group of synchronous circuits as one synchronous circuit
By repeating the adjustment for the
Determine the position of the wiring branch point and the wiring width of the metal wiring
It is characterized by having such a configuration .

【0007】[0007]

【作用】図4に、内部のクロックスキューが調整済の2
個の同期回路を持つ場合の本発明のクロック分配回路を
示す。クロック出力回路60からクロックが出力される
と、そのクロックがメタル配線61、62、63、配線
分岐点64を介して同期回路65、66へ分配供給され
る。これにより、各同期回路は、クロックに同期した所
定の動作を実行する。
FIG. 4 shows an example in which the internal clock skew has been adjusted.
5 shows a clock distribution circuit according to the present invention in a case where the number of synchronization circuits is one. When the clock is output from the clock output circuit 60, the clock is distributed to the synchronization circuits 65 and 66 via the metal wirings 61, 62 and 63 and the wiring branch point 64. Thus, each synchronization circuit executes a predetermined operation synchronized with the clock.

【0008】この場合、メタル配線61、62、63の
配線容量及び配線抵抗、クロック出力回路60内の素子
の特性、同期回路65、66内の素子の負荷容量からメ
タル配線61、62、63に関する伝播遅延時間を求め
ておき、メタル配線62の伝播遅延時間と同期回路65
内部のクロック伝播遅延時間の和が、メタル配線63の
伝播遅延時間と同期回路66内部のクロック伝播遅延時
間の和と等しくなり、かつ全体のクロック分配回路での
クロック伝播遅延時間が短くなるように配線分岐点64
の位置、メタル配線61、62、63の位置、配線長及
び配線幅を調整することにより、同期回路も含めた全体
のクロック分配回路でのクロックスキュー、クロック伝
播遅延時間を細かく調整することが可能となる。
In this case, the metal wirings 61, 62, and 63 are determined based on the wiring capacitance and wiring resistance of the metal wirings 61, 62, and 63, the characteristics of the elements in the clock output circuit 60, and the load capacitance of the elements in the synchronization circuits 65 and 66. The propagation delay time is obtained, and the propagation delay time of the metal wiring 62 and the synchronization circuit 65 are determined.
The sum of the internal clock propagation delay times is equal to the sum of the propagation delay time of the metal wiring 63 and the clock propagation delay time inside the synchronization circuit 66, and the clock propagation delay time in the entire clock distribution circuit is shortened. Wiring branch point 64
Skew and clock propagation delay time in the entire clock distribution circuit including the synchronous circuit can be finely adjusted by adjusting the position of the metal wiring 61, 62, 63, the wiring length and the wiring width. Becomes

【0009】ここで、クロック出力回路内の素子の特性
をβ、電源電圧をVDDとし、このクロック出力回路
に、負荷容量C、内部クロック伝播遅延時間tの、クロ
ックスキューが調整済の同期回路が接続しているときの
クロック分配回路全体での遅延時間tdを、パラメタa
1、a2、a3を用いて、
Here, the characteristics of the elements in the clock output circuit are β, the power supply voltage is VDD, and the clock output circuit includes a synchronous circuit of load capacitance C and internal clock propagation delay time t whose clock skew has been adjusted. The delay time td of the entire clock distribution circuit when connected is represented by parameter a
Using 1, a2 and a3,

【0010】[0010]

【数1】 (Equation 1)

【0011】のように見積もる。そのとき、メタル配線
61、62、63の単位配線容量をc、単位配線抵抗を
r、クロック出力回路60内の素子の特性をβ、同期回
路65、66内の素子の負荷容量をそれぞれC1、C
2、内部クロック伝播遅延時間をそれぞれt1、t2、
使用できる最小配線幅をwmin、同期回路65、66
のクロック入力端子位置の距離をlとすると、クロック
スキューをなくし、クロック分配回路全体のクロック伝
搬遅延時間を短くするようなメタル配線62、63の配
線幅w1、w2は、パラメタRを用いて、
The estimation is as follows. At this time, the unit wiring capacitance of the metal wirings 61, 62, 63 is c, the unit wiring resistance is r, the characteristics of the elements in the clock output circuit 60 are β, the load capacitances of the elements in the synchronization circuits 65, 66 are C1, C
2. The internal clock propagation delay times are t1, t2,
The minimum wiring width that can be used is wmin, and the synchronization circuits 65 and 66
When the distance between the clock input terminal positions is 1, the clock widths w1 and w2 of the metal wirings 62 and 63 that eliminate clock skew and shorten the clock propagation delay time of the entire clock distribution circuit are determined by using a parameter R.

【0012】[0012]

【数2】 (Equation 2)

【0013】と表され、そのときの配線長l1、l2
は、
And the wiring lengths l1 and l2 at that time
Is

【0014】[0014]

【数3】 (Equation 3)

【0015】と表される。## EQU1 ##

【0016】3個以上の同期回路を持つ場合には、2個
の同期回路を持つ場合のクロック分配回路を繰返し用い
る。ここでクロック出力回路60と、内部のクロックス
キューが調整済のn個の同期回路を考える。なお、図5
はn=8の場合を示す図であり、8個の同期回路65−
1〜65−8を持つ。このとき、前記n個の同期回路の
うちの2個の同期回路に対し、上記の2個の同期回路を
持つ場合の方法を用いて、配線分岐点の位置、メタル配
線の位置、各メタル配線に対する配線長及び配線幅を定
める。図5の例では2個の同期回路65−1、65−2
に対し、配線分岐点64−1の位置、メタル配線62−
1,62−2の位置、各メタル配線に対する配線長及び
配線幅を定めている。
When there are three or more synchronous circuits, the clock distribution circuit having two synchronous circuits is used repeatedly. Here, consider the clock output circuit 60 and n synchronous circuits whose internal clock skew has been adjusted. FIG.
Is a diagram showing a case where n = 8, and eight synchronous circuits 65-.
1 to 65-8. At this time, the position of the wiring branch point, the position of the metal wiring, and the position of each of the metal wirings are determined by using the above-described method having two synchronization circuits for two of the n synchronization circuits. The wiring length and the wiring width for are determined. In the example of FIG. 5, two synchronous circuits 65-1, 65-2
, The position of the wiring branch point 64-1, the metal wiring 62-
1, 62-2, the wiring length and the wiring width for each metal wiring are determined.

【0017】このとき、メタル配線62−1,62−
2、同期回路65−1、65−2からなる回路65−9
は、配線分岐点64−1をクロック入力とするクロック
スキューが調整済の同期回路である。2個の同期回路6
5−1,65−2の代りに同期回路65−9を新たに一
つの同期回路とみることにより、図5は、図6に示すよ
うに、クロック出力回路60と、内部のクロックスキュ
ーが調整済の(n−1)個の同期回路となる。従って、
この操作を繰返すことにより、終にはクロック出力回路
60と2個の同期回路となり、2個の同期回路を持つ場
合の方法を用いて、全体のクロック分配回路を得る。複
数の同期回路から2個の同期回路を選ぶ順序によって同
じクロック出力回路と複数の同期回路から様々なクロッ
ク分配回路が実現可能である。しかしいずれの場合に
も、同期回路も含めた全体のクロック分配回路でのクロ
ックスキュー、クロック伝播遅延時間を細かく調整する
ことが可能となる。図1に図5に示したクロック出力回
路60と8個の同期回路から得られる本発明のクロック
分配回路の一例を示す。
At this time, the metal wirings 62-1, 62-
2. Circuit 65-9 including synchronization circuits 65-1 and 65-2
Is a synchronous circuit whose clock skew has been adjusted using the wiring branch point 64-1 as a clock input. Two synchronous circuits 6
By considering the synchronization circuit 65-9 as one new synchronization circuit instead of 5-1 and 65-2, FIG. 5 shows that the clock output circuit 60 and the internal clock skew are adjusted as shown in FIG. There are (n-1) synchronized circuits. Therefore,
By repeating this operation, the clock output circuit 60 and the two synchronous circuits are finally obtained, and the entire clock distribution circuit is obtained by using the method in the case of having two synchronous circuits. Various clock distribution circuits can be realized from the same clock output circuit and the plurality of synchronization circuits according to the order of selecting two synchronization circuits from the plurality of synchronization circuits. However, in any case, the clock skew and the clock propagation delay time in the entire clock distribution circuit including the synchronization circuit can be finely adjusted. FIG. 1 shows an example of the clock distribution circuit of the present invention obtained from the clock output circuit 60 and eight synchronous circuits shown in FIG.

【0018】以上により、本発明のクロック分配回路
は、同期回路も含めた全体のクロック分配回路でのクロ
ックスキュー、クロック伝播遅延時間を細かく調整する
ことが可能であり、LSIの誤動作に対するタイミング
マージンの向上が図れる。従って、前記課題を解決でき
るのである。
As described above, the clock distribution circuit of the present invention can finely adjust the clock skew and the clock propagation delay time in the entire clock distribution circuit including the synchronous circuit, and can reduce the timing margin for the malfunction of the LSI. Improvement can be achieved. Therefore, the above problem can be solved.

【0019】[0019]

【実施例】図7に、本発明の第1の実施例を示す。FIG. 7 shows a first embodiment of the present invention.

【0020】図7の例では、クロック出力回路60と、
同期回路として2個のフリップフロップ85、86が与
えられる。まずフリップフロップ85、86間をメタル
配線69によって接続する。そして、メタル配線69上
に配線分岐点64を決めると、メタル配線69は、フリ
ップフロップ85と配線分岐点64をつなぐ部分のメタ
ル配線62と、フリップフロップ86と配線分岐点64
をつなぐ部分のメタル配線63に分割され、それぞれの
配線長が定まる。
In the example of FIG. 7, a clock output circuit 60,
Two flip-flops 85 and 86 are provided as synchronization circuits. First, the flip-flops 85 and 86 are connected by the metal wiring 69. When the wiring branch 64 is determined on the metal wiring 69, the metal wiring 69 is connected to the metal wiring 62 connecting the flip-flop 85 and the wiring branch 64, and the flip-flop 86 and the wiring branch 64.
Are divided into metal wirings 63 connecting the lines, and the lengths of the respective wirings are determined.

【0021】このとき、クロック出力回路60内の素子
の特性、メタル配線62、63の配線容量及び配線抵
抗、フリップフロップ85、86の負荷容量から、メタ
ル配線62の伝播遅延時間とメタル配線63の伝播遅延
時間が等しくなるような当該メタル配線62、63の配
線幅を決めることができる。図8は、メタル配線62、
63の配線幅を決める際に重要な伝播遅延時間の配線幅
に対する依存性の一例を示す図である。配線容量は配線
幅に比例し、配線抵抗は反比例する。伝播遅延時間は配
線容量、配線抵抗のどちらに対しても増加関数であるの
で、配線幅の最適値が定まる。この図の例では、メタル
配線62の配線幅を1μmにしてメタル配線63の配線
幅を2μmにした場合に、伝播遅延時間を等しくしクロ
ックスキューをなくすことができ、しかも伝播遅延時間
を最小にすることができる。
At this time, from the characteristics of the elements in the clock output circuit 60, the wiring capacitance and the wiring resistance of the metal wirings 62 and 63, and the load capacitance of the flip-flops 85 and 86, the propagation delay time of the metal wiring 62 and the metal wiring 63 The wiring width of the metal wirings 62 and 63 can be determined so that the propagation delay time becomes equal. FIG. 8 shows a metal wiring 62,
FIG. 14 is a diagram showing an example of the dependence of the propagation delay time, which is important when determining the wiring width of 63, on the wiring width. The wiring capacitance is proportional to the wiring width, and the wiring resistance is inversely proportional. Since the propagation delay time is an increasing function for both the wiring capacitance and the wiring resistance, the optimum value of the wiring width is determined. In the example of this figure, when the wiring width of the metal wiring 62 is 1 μm and the wiring width of the metal wiring 63 is 2 μm, the propagation delay time can be equalized, the clock skew can be eliminated, and the propagation delay time can be minimized. can do.

【0022】この伝播遅延時間は、メタル配線69上の
配線分岐点64の位置に依存する。図9は、配線分岐点
64がメタル配線69上を、フリップフロップ85から
フリップフロップ86まで移動した時の、伝播遅延時間
の変化の一例を示す図である。伝播遅延時間は配線長の
自乗に比例して増加するため、メタル配線62と63に
バランス良く配線長が振り分けられた点が、伝播遅延時
間を最小にする。そのため、伝播遅延時間を最小にする
ような最適位置がメタル配線69上にある。この図の例
では、配線分岐点64をフリップフロップ85から10
μmの位置に置いた時に伝播遅延時間を最小にすること
ができる。
This propagation delay time depends on the position of the wiring branch point 64 on the metal wiring 69. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a change in the propagation delay time when the wiring branch point 64 moves on the metal wiring 69 from the flip-flop 85 to the flip-flop 86. Since the propagation delay time increases in proportion to the square of the wiring length, the point where the wiring length is distributed to the metal wirings 62 and 63 in a well-balanced manner minimizes the propagation delay time. Therefore, there is an optimum position on the metal wiring 69 so as to minimize the propagation delay time. In the example of this figure, the wiring branch point 64 is
When placed at a position of μm, the propagation delay time can be minimized.

【0023】さらに、伝播遅延時間はメタル配線69の
長さに依存する。メタル配線69は、2個のフリップフ
ロップ85、86の位置関係、配線方式、LSI上の障
害物などの条件により、実現可能な長さに制約がある。
図10は、伝播遅延時間の、メタル配線69の長さに対
する依存性の一例を示す。伝播遅延時間は配線長に対し
て増加関数であるため、実現可能な最短の配線長が、伝
播遅延時間を最小にする配線長となる。図10の例で
は、メタル配線69の長さを30μmに設定することに
より、伝播遅延時間を最小にすることができる。
Further, the propagation delay time depends on the length of the metal wiring 69. The length of the metal wiring 69 that can be realized is limited by the conditions such as the positional relationship between the two flip-flops 85 and 86, the wiring method, and obstacles on the LSI.
FIG. 10 shows an example of the dependence of the propagation delay time on the length of the metal wiring 69. Since the propagation delay time is an increasing function with respect to the wiring length, the shortest achievable wiring length is the wiring length that minimizes the propagation delay time. In the example of FIG. 10, the propagation delay time can be minimized by setting the length of the metal wiring 69 to 30 μm.

【0024】ある長さのメタル配線69を実現する方法
は一般に一通りではない。図11は、水平、垂直線のみ
を用いる配線方式において、同じ長さになるメタル配線
の配線例69−1,69−2,69−3、及びそれぞれ
の場合の配線分岐点64の位置64−1,64−2,6
4−3を示したものである。伝播遅延時間は、配線分岐
点64がクロック出力回路60に最も近づくように設定
する時に最小になる。図11の場合には64−1がその
例となり、メタル配線69は69−1の位置に設定され
る。これによって、クロック出力回路60と配線分岐点
64を結ぶメタル配線61の配線長が定まる。
The method for realizing the metal wiring 69 having a certain length is not generally one. FIG. 11 shows wiring examples 69-1, 69-2, 69-3 of metal wiring having the same length in a wiring method using only horizontal and vertical lines, and the position 64- of the wiring branch point 64 in each case. 1,64-2,6
4-3 is shown. The propagation delay time is minimized when the wiring branch point 64 is set to be closest to the clock output circuit 60. In the case of FIG. 11, 64-1 is an example, and the metal wiring 69 is set at the position of 69-1. Thereby, the wiring length of the metal wiring 61 connecting the clock output circuit 60 and the wiring branch point 64 is determined.

【0025】最後に、メタル配線61の配線幅を定め
る。伝播遅延時間と配線幅は、図8に示したような関係
があるため、伝播遅延時間を最小にするようにメタル配
線61の配線幅を選ぶことができる。
Finally, the wiring width of the metal wiring 61 is determined. Since the propagation delay time and the wiring width have a relationship as shown in FIG. 8, the wiring width of the metal wiring 61 can be selected so as to minimize the propagation delay time.

【0026】このように、第1の実施例では、配線分岐
点64の位置、メタル配線61、62、63の位置、配
線長及び配線幅を調節することにより、クロックスキュ
ー、クロック伝播遅延時間をきめ細かく調節することが
できる。そのため、LSIの誤動作に対してタイミング
マージンを向上することができ、それによって当該LS
Iの高速化が図れる。
As described above, in the first embodiment, the clock skew and the clock propagation delay time are adjusted by adjusting the position of the wiring branch point 64, the positions of the metal wirings 61, 62 and 63, the wiring length and the wiring width. It can be finely adjusted. Therefore, it is possible to improve the timing margin with respect to the malfunction of the LSI.
I can be speeded up.

【0027】図12は、本発明の第2の実施例である。
第2の実施例では、第1の実施例における2個のフリッ
プフロップ85、86の代りに2個の、クロックドライ
バに接続し、内部のクロックスキューが調整済の同期回
路65、66を用いる。第1の実施例では、メタル配線
62と63の伝播遅延時間を等しくすることによりクロ
ックスキューをなくすことができたが、第2の実施例で
は、メタル配線62の伝播遅延時間と同期回路65のク
ロック伝播遅延時間との和と、メタル配線63の伝播遅
延時間と同期回路66のクロック伝播遅延時間との和を
等しくすることにより、クロックスキューをなくすこと
ができる。従って、第1の実施例の方法を第2の実施例
に拡張することは容易である。
FIG. 12 shows a second embodiment of the present invention.
In the second embodiment, instead of the two flip-flops 85 and 86 in the first embodiment, two synchronous circuits 65 and 66 are used which are connected to two clock drivers and whose internal clock skew is adjusted. In the first embodiment, the clock skew can be eliminated by making the propagation delay times of the metal wirings 62 and 63 equal, but in the second embodiment, the propagation delay time of the metal wiring 62 and the synchronization circuit 65 are eliminated. The clock skew can be eliminated by making the sum of the clock propagation delay time and the sum of the propagation delay time of the metal wiring 63 and the clock propagation delay time of the synchronization circuit 66 equal. Therefore, it is easy to extend the method of the first embodiment to the second embodiment.

【0028】図13は、本発明の第3の実施例である。
第3の実施例では、第1の実施例における2個のフリッ
プフロップ85、86の代りに2個の、内部のクロック
スキューが調整済の同期回路65、66を用いる。この
同期回路は、概念として、第1の実施例におけるフリッ
プフロップ、第2の実施例におけるクロックドライバに
接続する同期回路を含む最も一般的なものである。第3
の実施例についても、第2の実施例と同様の方法によっ
てクロックスキュー、クロック伝播遅延時間をきめ細か
く調節することができる。
FIG. 13 shows a third embodiment of the present invention.
In the third embodiment, two synchronous circuits 65 and 66 whose internal clock skew has been adjusted are used instead of the two flip-flops 85 and 86 in the first embodiment. This synchronization circuit is the most general concept including the flip-flop in the first embodiment and the synchronization circuit connected to the clock driver in the second embodiment. Third
In this embodiment, the clock skew and the clock propagation delay time can be finely adjusted by the same method as in the second embodiment.

【0029】図1は、本発明の第4の実施例である。第
4の実施例ではn個の同期回路を持つが、図1ではn=
8の場合を示しており、同期回路65−1〜65−8を
持つ。この場合には第3の実施例と同様の方法を繰返し
用いる。図1の例では、はじめに2個の同期回路65−
1,65−2を結ぶメタル配線69−1を引き、メタル
配線62−1,62−2の配線長及び配線幅を上記実施
例の手順に従って定める。このとき、メタル配線69−
1、配線分岐点64−1の位置は一通りではないが、そ
れらについてはここでは定めず、後に定める。ここで、
メタル配線62−1,62−2、同期回路65−1,6
5−2からなる回路は、新たに配線分岐点64−1を入
力とする同期回路65−9とみなす。
FIG. 1 shows a fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, n synchronization circuits are provided.
8, and has synchronization circuits 65-1 to 65-8. In this case, a method similar to that of the third embodiment is repeatedly used. In the example of FIG. 1, first, two synchronization circuits 65-
The metal wires 69-1 connecting the wires 1 and 65-2 are drawn, and the wire lengths and wire widths of the metal wires 62-1 and 62-2 are determined according to the procedure of the above embodiment. At this time, the metal wiring 69-
1. The position of the wiring branch point 64-1 is not unique, but they are not determined here but will be determined later. here,
Metal wirings 62-1, 62-2, synchronization circuits 65-1, 6
The circuit composed of 5-2 is regarded as a synchronization circuit 65-9 that newly receives the wiring branch point 64-1.

【0030】図1の例では、次に同期回路65−9,6
5−3を結ぶメタル配線69−2を引き、メタル配線6
2−3,62−4の配線長及び配線幅を上記実施例の手
順に従って定める。このとき、メタル配線69−1、配
線分岐点64−1の位置を、配線分岐点64−1が同期
回路65−3に最も近づくように定める。
In the example shown in FIG. 1, the synchronization circuits 65-9, 6
The metal wiring 69-2 connecting 5-3 is drawn, and the metal wiring 6
The wiring length and the wiring width of 2-3 and 62-4 are determined according to the procedure of the above embodiment. At this time, the positions of the metal wiring 69-1 and the wiring branch point 64-1 are determined such that the wiring branch point 64-1 comes closest to the synchronization circuit 65-3.

【0031】以上の操作を(n−1)回繰返し、メタル
配線62−(2n−3),62−(2n−2)の配線長
及び配線幅が定まる。そして、配線分岐点64−(n−
1)がクロック出力回路60に最も近づくようにメタル
配線69−(n−1)を定め、上記実施例と同様にクロ
ック出力回路60と配線分岐点64−(n−1)を結ぶ
メタル配線61の配線長、配線幅を定める。このよう
に、3個以上の同期回路が存在する場合にも、配線分岐
点64−1〜64−(n−1)の位置、メタル配線6
1、62−1〜62−(2n−2)の位置、配線長及び
配線幅を調節することにより、クロックスキュー、クロ
ック伝播遅延時間をきめ細かく調節することができる。
そのため、LSIの誤動作に対してタイミングマージン
を向上することができ、それによって当該LSIの高速
化が図れる。
The above operation is repeated (n-1) times to determine the wiring length and wiring width of the metal wirings 62- (2n-3) and 62- (2n-2). Then, the wiring branch point 64- (n-
The metal wiring 69- (n-1) is determined so that 1) is closest to the clock output circuit 60, and the metal wiring 61 connecting the clock output circuit 60 and the wiring branch point 64- (n-1) as in the above embodiment. Wiring length and wiring width are determined. As described above, even when three or more synchronous circuits exist, the positions of the wiring branch points 64-1 to 64- (n-1) and the metal wiring 6
The clock skew and the clock propagation delay time can be finely adjusted by adjusting the positions of 1, 62-1 to 62- (2n-2), the wiring length, and the wiring width.
Therefore, the timing margin can be improved with respect to the malfunction of the LSI, and the speed of the LSI can be increased.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、クロック出力回路に含まれる素子の特性、同期回
路内の負荷容量、同期回路内部のクロック伝播遅延時
間、メタル配線の配線容量及び配線抵抗から求めた伝播
遅延時間に基づき、複数のメタル配線の位置、複数の配
線分岐点の位置、各メタル配線の配線長及び配線幅をそ
れぞれ変えてクロックスキュー及びクロック伝播遅延時
間を調節する構成にしたので、クロック分配回路内のす
べての同期回路間でクロック伝播遅延時間を等しくし、
しかもクロック伝播遅延時間を短くするように当該メタ
ル配線の位置、配線分岐点の位置、各メタル配線の配線
長及び配線幅を調整することにより、クロックスキュ
ー、クロック伝播遅延時間をきめ細かく調節できる。従
って従来のように、同期素子間でのきめ細かいクロック
スキューの調節ができない、クロック伝播遅延時間の調
節ができない、という欠点を解決でき、LSIの誤動作
に対してタイミングマージンを向上でき、それによって
LSIの高速化を図ることができる。
As described above in detail, according to the present invention, the characteristics of the elements included in the clock output circuit, the load capacitance in the synchronous circuit, the clock propagation delay time in the synchronous circuit, and the wiring capacitance of the metal wiring And adjusting the clock skew and the clock propagation delay time by changing the positions of the plurality of metal wirings, the positions of the plurality of wiring branch points, and the wiring length and width of each metal wiring based on the propagation delay time obtained from the wiring resistance. With the configuration, the clock propagation delay time is made equal among all the synchronous circuits in the clock distribution circuit,
In addition, by adjusting the position of the metal wiring, the position of the wiring branch point, and the wiring length and width of each metal wiring so as to shorten the clock propagation delay time, the clock skew and the clock propagation delay time can be finely adjusted. Therefore, unlike the related art, it is possible to solve the disadvantage that the clock skew cannot be finely adjusted between the synchronous elements and the clock propagation delay time cannot be adjusted, and the timing margin can be improved with respect to the malfunction of the LSI. Higher speed can be achieved.

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

【図1】同期回路が8個の場合の本発明のクロック分配
回路の構成ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a clock distribution circuit according to the present invention when there are eight synchronous circuits.

【図2】従来のクロック分配回路を示す構成ブロック図
である。
FIG. 2 is a configuration block diagram showing a conventional clock distribution circuit.

【図3】図2における回路ブロックの内部を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing the inside of a circuit block in FIG. 2;

【図4】同期回路が2個の場合の本発明のクロック分配
回路の構成ブロック図である。
FIG. 4 is a configuration block diagram of a clock distribution circuit of the present invention when there are two synchronization circuits.

【図5】クロック出力回路及び8個の同期回路を示す図
である。
FIG. 5 is a diagram showing a clock output circuit and eight synchronization circuits.

【図6】図5における2個の同期回路の接続を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing a connection of two synchronous circuits in FIG. 5;

【図7】本発明の第1の実施例を示すクロック分配回路
の構成ブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a clock distribution circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図8】図7における伝播遅延時間と配線幅依存性を示
す図である。
FIG. 8 is a diagram showing the propagation delay time and the wiring width dependency in FIG. 7;

【図9】図7における伝播遅延時間と配線分岐点位置依
存性を示す図である。
9 is a diagram showing the propagation delay time and the wiring branch point position dependence in FIG. 7;

【図10】図7における伝播遅延時間と配線長依存性を
示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing the propagation delay time and the wiring length dependency in FIG. 7;

【図11】等始終点、等配線長の配線の例を示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a wiring having an equal starting point and an equal wiring length.

【図12】本発明の第2の実施例を示すクロック分配回
路の構成ブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a clock distribution circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第3の実施例を示すクロック分配回
路の構成ブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a clock distribution circuit according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

41−1〜41−n クロックドライバ 50−1〜50−n 回路ブロック 60 クロック出力回路 61,61−1〜61−n メタル配線 62,62−1〜62−(2n−2) メタル配線 63 メタル配線 64,64−1〜64−(n−1) 配線分岐点 65,65−1〜65−(2n−1),66 同期回路 69,69−1〜69−(n−1) メタル配線 85,86 フリップフロップ 41-1 to 41-n Clock Driver 50-1 to 50-n Circuit Block 60 Clock Output Circuit 61, 61-1 to 61-n Metal Wiring 62, 62-1 to 62- (2n-2) Metal Wiring 63 Metal Wiring 64, 64-1 to 64- (n-1) Wiring branch point 65, 65-1 to 65- (2n-1), 66 Synchronous circuit 69, 69-1 to 69- (n-1) Metal wiring 85 , 86 flip-flop

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】クロック出力回路が出力するクロック信号
を複数のメタル配線と一個の配線分岐点を経由し二個の
同期回路へ分配供給するクロック分配回路において、前記メタル配線位置を定め、前記クロック出力回路に含
まれる素子の特性、前記同期回路の負荷容量、前記同期
回路内部のクロック伝播遅延時間及び前記メタル配線の
配線容量と配線抵抗に基づき、クロックスキューが調整
され、クロック伝播遅延時間を最小化するように前記配
線分岐点及び前記メタル配線の配線幅を同時に調整する
ように構成したこと を特徴とするクロック分配回路。
1. A clock distribution circuit for distributing a clock signal output from a clock output circuit to two synchronous circuits via a plurality of metal wirings and one wiring branch point, wherein said metal wiring position is determined, Included in output circuit
Characteristics of the device, load capacitance of the synchronization circuit,
Clock propagation delay time inside the circuit and the metal wiring
Clock skew is adjusted based on wiring capacitance and wiring resistance
And the above-mentioned arrangement so as to minimize the clock propagation delay time.
Simultaneously adjust the line branch point and the wiring width of the metal wiring
A clock distribution circuit having a configuration as described above .
【請求項2】クロック出力回路が出力するクロック信号
を複数のメタル配線と複数の配線分岐点を経由し複数の
同期回路へ分配供給するクロック分配回路において、 前記複数の同期回路から2つの同期回路を選択し、前記
メタル配線位置を定め、前記クロック出力回路に含まれ
る素子の特性、前記同期回路の負荷容量、前記同期回路
内部のクロック伝播遅延時間及び前記メタル配線の配線
容量と配線抵抗に基づき、クロックスキューが調整さ
れ、クロック伝播遅延時間を最小化するように前記配線
分岐点及び前記メタル配線の配線幅を同時に調整し、当
該調整後の同期回路の組を一つの同期回路とみなしてす
べての同期回路に対して当該調整を繰り返すことによ
り、複数の配線分岐点の位置及び前記メタル配線の配線
幅を定めるように構成したことを特徴とするクロック分
配回路。
2. A clock distribution circuit for distributing a clock signal output from a clock output circuit to a plurality of synchronization circuits via a plurality of metal wirings and a plurality of wiring branch points, wherein the plurality of synchronization circuits include two synchronization circuits. Select the above
Determine the metal wiring position and include it in the clock output circuit.
Characteristics of the element, the load capacitance of the synchronous circuit, the synchronous circuit
Internal clock propagation delay time and wiring of the metal wiring
Clock skew is adjusted based on capacitance and wiring resistance
The wiring so as to minimize the clock propagation delay time.
Adjust the wiring width of the branch point and the metal wiring at the same time,
The set of synchronized circuits after the adjustment is regarded as one synchronized circuit.
By repeating the adjustment for all synchronous circuits
The positions of the plurality of wiring branch points and the wiring of the metal wiring.
A clock distribution circuit characterized in that the width is determined .
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