專利名稱：時(shí)鐘提供電路及其設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及時(shí)鐘提供電路及其設(shè)計(jì)方法，尤其涉及將時(shí)鐘提供給多個(gè) 工作元件的時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)的時(shí)鐘提供電路及其設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
近些年隨著制造工藝的細(xì)分化，布線以及晶體管的制造的參差不齊給 時(shí)鐘提供電路的性能帶來了很大的影響?？梢耘e出的一個(gè)例子是，由于布 線以及晶體管的制造的參差不齊，產(chǎn)生的問題是導(dǎo)致了時(shí)鐘信號的延遲時(shí) 間的參差不齊。
一般而言，每級單元的延遲時(shí)間td可以利用不依賴于負(fù)載
的延遲時(shí)間t0、決定每單位負(fù)載容量的延遲時(shí)間的系數(shù)At、成為負(fù)載的后 一級單元的柵極電容Cg、以及成為負(fù)載的布線電容(以下稱為布線電容) Cw，以以下的公式(l)來表示。
td=tO+At(Cg+Cw) … (1)
在上述的公式(l)中，延遲時(shí)間t0、系數(shù)At以及柵極電容Cg因晶體管 制造的參差不齊而發(fā)生變動(dòng)。布線電容Cw因布線制造的參差不齊而發(fā)生 變動(dòng)。為此，在布線以及晶體管出現(xiàn)制造上的參差不齊的情況下，時(shí)鐘信 號的延遲時(shí)間則發(fā)生變動(dòng)。據(jù)此，時(shí)鐘脈沖相位差會(huì)變大到預(yù)想之上。
作為抑制時(shí)鐘脈沖相位差的以往的時(shí)鐘提供電路，周知的是利用時(shí)鐘 緩沖樹結(jié)構(gòu)(以下稱為"時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)")的時(shí)鐘提供電路(例如，參照非專 利文獻(xiàn)1 )。
時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)是緩沖等驅(qū)動(dòng)元件為樹狀的結(jié)構(gòu)。將來自時(shí)鐘發(fā)生電路的 時(shí)鐘信號施加到位于樹狀的最上端的驅(qū)動(dòng)元件的輸入中。使雙穩(wěn)態(tài)電路或 存儲(chǔ)器宏單元(Memory Macrocells )等工作元件與樹狀的末端連接。根據(jù)這 樣的構(gòu)成，時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)可以降低時(shí)鐘脈沖相位差。
作為比通常的時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)能夠降低時(shí)鐘脈沖相位差的時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)，周 知的是H樹結(jié)構(gòu)(例如，參照非專利文獻(xiàn)l )。 H樹結(jié)構(gòu)是指，具有作為驅(qū)
動(dòng)元件間的布線的H形狀的布線結(jié)構(gòu)。H樹結(jié)構(gòu)是由以中央部的H形狀的 布線為中心，逐漸變小的H形狀的布線組成的樹結(jié)構(gòu)。具體而言，在H樹 結(jié)構(gòu)中，在中央部的H形狀的布線中心被施加有來自時(shí)鐘發(fā)生電路的時(shí)鐘 信號。在中央部的H形狀的四個(gè)末端分別連接有驅(qū)動(dòng)元件。該驅(qū)動(dòng)元件的 各自的輸出與后一級的H形狀的布線的中心相連接。而且，該H形狀的布 線的四個(gè)末端分別連接有驅(qū)動(dòng)元件。即，H樹結(jié)構(gòu)可以使一個(gè)直線電路的 末端位于后一級直線電路的中央而使電路分支，因此不會(huì)發(fā)生時(shí)鐘脈沖相 位差。
然而，在H樹結(jié)構(gòu)中存在的課題是，需要在實(shí)際上不需要的位置上配 置驅(qū)動(dòng)元件。對此，周知的方式是在只在時(shí)鐘提供電路的一部分使用H樹 結(jié)構(gòu)(例如，參照專利文獻(xiàn)l )。
圖1示出了專利文獻(xiàn)l中所記載的以往的時(shí)鐘提供電路的構(gòu)成。圖1 中所示的時(shí)鐘提供電路100包括構(gòu)成時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)的多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件101 — 104。驅(qū)動(dòng)元件101是時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)的第一級的驅(qū)動(dòng)元件，被施加有時(shí)鐘信號。 驅(qū)動(dòng)元件102—104分別是時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)的第二級到第四級的驅(qū)動(dòng)元件。
圖1所示的時(shí)鐘提供電路100以H樹結(jié)構(gòu)來構(gòu)成時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)的第一級 和第二級，以通常的時(shí)鐘樹構(gòu)成第三級和第四級。據(jù)此，時(shí)鐘提供電路100 只有在位于上端的級才是H樹結(jié)構(gòu)，由于下端的級不是H樹結(jié)構(gòu)，因此至
少不需要在下端的級的不必要的位置上配置驅(qū)動(dòng)元件。并且，由于時(shí)鐘提 供電路IOO在上端的級利用了 H樹結(jié)構(gòu)，因此可以比利用通常的時(shí)鐘樹結(jié) 構(gòu)的情況更能夠抑制時(shí)鐘脈沖相位差。
然而，在制造具有多層布線的時(shí)鐘提供電路的情況下，各布線層的布 線是按照各個(gè)布線層以不同的條件(例如，布線層的厚度、布線的寬度以 及間隔等)被制造的。為此，布線的結(jié)果(例如，參差不齊的大小或傾向 等)會(huì)因各個(gè)布線層而不同。因此，布線電容Cw參差不齊的大小以及傾 向也會(huì)在各個(gè)布線層而不同。但是，在以往的時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)中，沒有考慮到 在時(shí)鐘布線上該采用怎樣的布線層，而是使用多個(gè)布線層來布線。據(jù)此， 由于利用H樹結(jié)構(gòu)，即使布線的長度相同，上述公式(l)中所包含的AtX Cw也會(huì)在布線間產(chǎn)生不同。因此，在時(shí)鐘路徑間的時(shí)鐘信號的延遲時(shí)間上 產(chǎn)生差，從而會(huì)出現(xiàn)時(shí)鐘脈沖相位差。即，以往的時(shí)鐘提供電路出現(xiàn)的問
題是，由于各個(gè)布線層的布線結(jié)果的不同而造成發(fā)生時(shí)鐘脈沖相位差。
為了抑制因各個(gè)布線層的布線結(jié)果的不同所造成的時(shí)鐘脈沖相位差， 因此減少在時(shí)鐘布線中所使用的布線層的數(shù)量，減小時(shí)鐘路徑間的布線電 容的差是有效的。但是，若將時(shí)鐘布線所使用的布線層僅限定為下端的布 線層，則由于時(shí)鐘布線不能在宏單元上通過而導(dǎo)致迂回布線。據(jù)此造成布 線混雜。
并且，若在時(shí)鐘布線上僅使用上端布線層，則時(shí)鐘布線可以在宏單元 上通過。因此，可以消減時(shí)鐘布線層的數(shù)量。然而，在時(shí)鐘布線僅使用上 端布線層的情況下，通常需要存在于下端的層上的驅(qū)動(dòng)元件以及工作元件 的端子與上端的布線層相連接，因此，與時(shí)鐘布線僅使用下端布線層的情 況相比，會(huì)導(dǎo)致時(shí)鐘的布線資源的增加并產(chǎn)生布線的混雜。
非專利文獻(xiàn)1 : Keny Bernstein、其他6個(gè)名著、"HIGH SPEES CMOS DESIGN STYLES"
專利文獻(xiàn)1 :日本特開2003—78014號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種時(shí)鐘提供電路及其設(shè)計(jì)方法，其可 以在抑制布線混雜的基礎(chǔ)上，抑制因各個(gè)布線層的布線結(jié)果而導(dǎo)致的時(shí)鐘 脈沖相位差。
為了達(dá)成上述的目的，本發(fā)明所涉及的時(shí)鐘提供電路具有時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)，
并將時(shí)鐘信號提供給多個(gè)工作元件，其中包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件，構(gòu)成所述
時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)；以及多個(gè)連接布線，分別連接前一級的驅(qū)動(dòng)元件的輸出、和 后一級的多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件或工作元件；所述多個(gè)連接布線包括多個(gè)第一布 線，被形成在基準(zhǔn)布線層；以及一個(gè)以上的第二布線，存在于使用所述基 準(zhǔn)布線層的電路塊上；所述電路塊上所存在的一個(gè)以上的第二布線，被形 成在所述基準(zhǔn)布線層的上層的規(guī)定的布線層。
根據(jù)此構(gòu)成，只有被配置在使用基準(zhǔn)布線層的電路塊上的第二布線使 用基準(zhǔn)布線層以外的布線層，其它的布線被形成在基準(zhǔn)布線層。據(jù)此，由 于多數(shù)時(shí)鐘布線被形成在基準(zhǔn)布線層，因此，可以抑制因制造上的參差不 齊而導(dǎo)致的各個(gè)布線層的布線結(jié)果的不同所發(fā)生的時(shí)鐘脈沖相位差。并且，
在驅(qū)動(dòng)元件和后一級的驅(qū)動(dòng)元件或工作元件之間設(shè)置使用基準(zhǔn)布線層的電 路塊的情況下，可以不用迂回布線，而在該電路塊上配置第二布線。因此， 由于本發(fā)明所涉及的時(shí)鐘提供電路不需要迂回布線，從而可以抑制布線的 混雜。
并且，也可以是，在所述時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)中，與所述第二布線所在的級相 同的級的所有的所述連接布線中，至少有一部分被形成在所述規(guī)定的布線 層。
根據(jù)此構(gòu)成，對存在于使用基準(zhǔn)布線層的電路塊上的時(shí)鐘布線的級和 相同級的所有布線，使用基準(zhǔn)布線層的上層的布線層。據(jù)此，對于時(shí)鐘樹 結(jié)構(gòu)中的所有工作元件而言，根據(jù)規(guī)定的布線層的不同所產(chǎn)生的制造上的 參差不齊的影響是相同的，因此，可以降低時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)的各個(gè)級的因布線 的結(jié)果而導(dǎo)致的布線延遲的不均等。因此，本發(fā)明所涉及的時(shí)鐘提供電路 可以抑制因各個(gè)布線層的布線結(jié)果而導(dǎo)致的時(shí)鐘脈沖相位差。
并且，也可以是，所述第二布線為所述時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)的正中間的級以后 的級的連接布線。
根據(jù)此構(gòu)成，越是時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)的末端的布線，布線長度就越短，因此， 可以使在基準(zhǔn)布線層以外的布線層形成的布線的布線長度變短。據(jù)此，本 發(fā)明所涉及的時(shí)鐘提供電路可以降低因布線結(jié)果而導(dǎo)致的布線延遲的不均 等。因此，可以抑制因各個(gè)布線層的布線結(jié)果而導(dǎo)致的時(shí)鐘脈沖相位差。
并且，也可以是，所述規(guī)定的布線層的膜厚比所述基準(zhǔn)布線層的膜厚厚。
根據(jù)此構(gòu)成，由于膜厚厚的布線層的布線的阻抗值低，因此第二布線 以及包括第二布線的級的連接布線的布線延遲就會(huì)變小。據(jù)此，可以消減 包括第二布線的時(shí)鐘系統(tǒng)的傳達(dá)時(shí)間。并且， 一般而言，由于膜厚厚的布 線層僅用于電源等，所以通常的信號布線的量較少。因此，通過將第二布 線以膜厚厚的布線來形成，從而可以低減布線的混雜。
并且，也可以是，從所述時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)的第一級的驅(qū)動(dòng)元件到所述多個(gè)
工作元件之間的所述驅(qū)動(dòng)元件的級數(shù)分別相等；在所述時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)中，從 相同級的前一級的驅(qū)動(dòng)元件到后一級的驅(qū)動(dòng)元件或工作元件的路徑的連接 布線的布線長度大致相等；在所述時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)中，相同級的驅(qū)動(dòng)元件的驅(qū)
動(dòng)能力大致相等。
根據(jù)此構(gòu)成，在抑制了時(shí)鐘脈沖相位差的時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)中，可以在抑制 布線混雜的基礎(chǔ)上，抑制因各個(gè)布線層的布線結(jié)果所導(dǎo)致的時(shí)鐘脈沖相位 差。
并且，本發(fā)明所涉及的時(shí)鐘提供電路的設(shè)計(jì)方法是時(shí)鐘提供電路的設(shè) 計(jì)方法，其中所述時(shí)鐘提供電路具有時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)，并將被輸入的時(shí)鐘信號 提供給多個(gè)工作元件，在連接構(gòu)成所述時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)的多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件的連接 布線，被配置在使用基準(zhǔn)布線層的電路塊上的情況下，將該連接布線形成
于所述基準(zhǔn)布線層的上層的布線層；在所述連接布線沒有被配置在使用所 述基準(zhǔn)布線層的電路塊上的情況下，將該連接布線形成于所述基準(zhǔn)布線層。
據(jù)此，只有配置在基準(zhǔn)布線層的電路塊上的連接布線使用基準(zhǔn)布線層 以外的布線層，其它的布線被形成在基準(zhǔn)布線層。據(jù)此，由于多數(shù)時(shí)鐘布 線被形成在基準(zhǔn)布線層，因此，可以抑制因制造上的參差不齊而導(dǎo)致的各 個(gè)布線層的布線結(jié)果的不同所發(fā)生的時(shí)鐘脈沖相位差。并且，在驅(qū)動(dòng)元件 和后一級的驅(qū)動(dòng)元件或工作元件之間被配置使用基準(zhǔn)布線層的電路塊的情 況下，可以不用迂回布線，而在該電路塊上配置連接布線，該連接布線被 形成在基準(zhǔn)布線層的上層的布線層。因此，由于不需要迂回布線，從而可 以抑制布線的混雜。
并且，本發(fā)明不僅可以作為這樣的時(shí)鐘提供電路以及時(shí)鐘提供電路的 設(shè)計(jì)方法來實(shí)現(xiàn)，還可以作為使計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)鐘提供電路的設(shè)計(jì)方法中所 包含的特征性步驟的程序來實(shí)現(xiàn)。并且，這樣的程序可以通過CD—ROM 等記錄介質(zhì)或互聯(lián)網(wǎng)等傳輸介質(zhì)來分發(fā)也是不言而喻的。
根據(jù)以上所述，本發(fā)明所提供的時(shí)鐘提供電路及其設(shè)計(jì)方法可以在抑 制布線混雜的基礎(chǔ)上抑制各個(gè)布線層的布線結(jié)果所導(dǎo)致的時(shí)鐘脈沖相位 差。


圖1示出了以往的時(shí)鐘提供電路的構(gòu)成。
圖2示出了本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的時(shí)鐘提供電路的構(gòu)成。
圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式l所涉及的時(shí)鐘提供電路的布局設(shè)計(jì)的流程
圖。
圖4示出了本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的時(shí)鐘提供電路的構(gòu)成。
圖5示出了本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的時(shí)鐘提供電路的構(gòu)成。
圖6示出了本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的時(shí)鐘提供電路的構(gòu)成。
圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的時(shí)鐘提供電路的構(gòu)成的截面圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明所涉及的時(shí)鐘提供電路的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì) 說明。
(實(shí)施方式l )
在本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的時(shí)鐘提供電路中，在構(gòu)成時(shí)鐘樹的多 個(gè)時(shí)鐘布線中，在使用基準(zhǔn)布線層的宏單元上配置的時(shí)鐘布線被形成在基 準(zhǔn)布線層的上層的布線層，除此之外的時(shí)鐘布線被形成在基準(zhǔn)布線層。據(jù) 此，在防止迂回布線的發(fā)生的同時(shí)，還可以降低因各個(gè)布線層的布線結(jié)果 所造成的時(shí)鐘脈沖相位差。
圖2在模式上示出了本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的時(shí)鐘提供電路的構(gòu)成。
圖2所示的時(shí)鐘提供電路200具有時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)，向多個(gè)工作元件216 一223提供被輸入的時(shí)鐘信號。時(shí)鐘提供電路200是包含在半導(dǎo)體集成電路 中的電路。時(shí)鐘提供電路200具有多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件201—215和多個(gè)布線224 一238。
多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件201—215構(gòu)成時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)元件201是時(shí)鐘樹的第 一級的驅(qū)動(dòng)元件，驅(qū)動(dòng)由外部的時(shí)鐘發(fā)生電路等提供的時(shí)鐘信號。
驅(qū)動(dòng)元件202以及203是時(shí)鐘樹的第二級的驅(qū)動(dòng)元件，驅(qū)動(dòng)由驅(qū)動(dòng)元 件201驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘信號。
驅(qū)動(dòng)元件204—207是時(shí)鐘樹的第三級的驅(qū)動(dòng)元件。驅(qū)動(dòng)元件204以及 205驅(qū)動(dòng)由驅(qū)動(dòng)元件202驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘信號。驅(qū)動(dòng)元件206以及207驅(qū)動(dòng)由驅(qū) 動(dòng)元件203驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘信號。
驅(qū)動(dòng)元件208—215是時(shí)鐘樹的第四級的驅(qū)動(dòng)元件。驅(qū)動(dòng)元件208以及 209驅(qū)動(dòng)由驅(qū)動(dòng)元件204驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘信號。驅(qū)動(dòng)元件210以及211驅(qū)動(dòng)由驅(qū)
動(dòng)元件205驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘信號。驅(qū)動(dòng)元件212以及213驅(qū)動(dòng)由驅(qū)動(dòng)元件206 驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘信號。驅(qū)動(dòng)元件214以及215驅(qū)動(dòng)由驅(qū)動(dòng)元件207驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘 信號。
并且，時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)中的位于同一級的驅(qū)動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)能力是相同的。 艮口，驅(qū)動(dòng)元件202以及203的驅(qū)動(dòng)能力是相同的，驅(qū)動(dòng)元件204—207的驅(qū) 動(dòng)能力是相同的，驅(qū)動(dòng)元件208—215的驅(qū)動(dòng)能力是相同的。
工作元件216—223被提供有由驅(qū)動(dòng)元件208—215所分別驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘 信號。工作元件216—223是FF (雙穩(wěn)態(tài)電路)或存儲(chǔ)器宏單元等。
多個(gè)布線224—238分別連接時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)的前一級驅(qū)動(dòng)元件的輸出和后 一級的多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件的輸入或工作元件的時(shí)鐘輸入。
布線224連接驅(qū)動(dòng)元件201的輸出和驅(qū)動(dòng)元件202以及203的輸入。 .布線225連接驅(qū)動(dòng)元件202的輸出和驅(qū)動(dòng)元件204以及205的輸入。布線 226連接驅(qū)動(dòng)元件203的輸出和驅(qū)動(dòng)元件206以及207的輸入。布線227 連接驅(qū)動(dòng)元件204的輸出和驅(qū)動(dòng)元件208以及209的輸入。布線228連接 驅(qū)動(dòng)元件205的輸出和驅(qū)動(dòng)元件210以及211的輸入。布線229連接驅(qū)動(dòng) 元件206的輸出和驅(qū)動(dòng)元件212以及213的輸入。布線230連接驅(qū)動(dòng)元件 207的輸出和驅(qū)動(dòng)元件214以及215的輸入。布線231—238分別連接驅(qū)動(dòng) 元件208—215的輸出和工作元件216—223的時(shí)鐘輸入。
布線224—237被形成在基準(zhǔn)布線層。在本實(shí)施方式中視基準(zhǔn)布線層為 第三布線層?；鶞?zhǔn)布線層是指，在沒有特殊的條件下，時(shí)鐘布線所使用的 布線層。并且，基準(zhǔn)布線層也可以是第三布線層以外的布線層。并且，可 以針對布局的X方向以及Y方向分別決定基準(zhǔn)布線層。例如，X方向上的 布線使用作為基準(zhǔn)布線層的第三布線層，Y方向上的布線也可以使用作為 基準(zhǔn)布線層的第四布線層。在此為了說明上的簡單，僅以第三布線層為基 準(zhǔn)布線層為例進(jìn)行說明。例如，布線224—237的所有布線區(qū)域以基準(zhǔn)布線 層來形成。
布線238被形成在基準(zhǔn)布線層的上層的布線層。例如，布線238被形 成在第四布線層。并且，布線238存在于宏單元239上。而且，布線238 的所有區(qū)域可以被形成在第四布線層，也可以是僅宏單元239鄰域上的部 分被形成在第四布線層，其它的部分被形成在基準(zhǔn)布線層。即，只要布線238中的宏單元239上的布線被形成在基準(zhǔn)布線層的上層的布線層即可。并 且，由于只有宏單元239鄰域上的布線被形成在第四布線層，因此可以減 少在基準(zhǔn)布線層以外的布線層形成的布線區(qū)域，從而可以減少因各布線層 的布線結(jié)果而導(dǎo)致的布線延遲的參差不齊。
并且，從時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)中的相同級的、前一級的驅(qū)動(dòng)元件到后一級的驅(qū) 動(dòng)元件或工作元件的路徑的布線長度相等。即，從驅(qū)動(dòng)元件201的輸出到 驅(qū)動(dòng)元件202以及203的輸入的路徑的布線224的布線長度相等。從驅(qū)動(dòng) 元件202的輸出到驅(qū)動(dòng)元件204以及205的輸入的路徑的布線225的布線 長度，和從驅(qū)動(dòng)元件203的輸出到驅(qū)動(dòng)元件206以及207的輸入的路徑的 布線226的布線長度分別相等。從驅(qū)動(dòng)元件204的輸出到驅(qū)動(dòng)元件208以 及209的輸入的路徑的布線227的布線長度，和從驅(qū)動(dòng)元件205的輸出到 驅(qū)動(dòng)元件210以及211的輸入的路徑的布線228的布線長度，和從驅(qū)動(dòng)元 件206的輸出到驅(qū)動(dòng)元件212以及213的輸入的路徑的布線229的布線長 度，和從驅(qū)動(dòng)元件207的輸出到驅(qū)動(dòng)元件214以及215的輸入的路徑的布 線230的布線長度，這些長度分別相等。布線231—238的布線長度分別相 等。
并且，從時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)的開始的級的驅(qū)動(dòng)元件201到多個(gè)工作元件216 一223的驅(qū)動(dòng)元件的級數(shù)分別為四級，并相等。
宏單元239是具有規(guī)定的功能的電路塊，是使用第三布線層的宏單元。 宏單元239被配置在驅(qū)動(dòng)元件215和工作元件223之間。
并且，驅(qū)動(dòng)元件201—215的輸入端子以及輸出端子和工作元件216— 223的時(shí)鐘輸入端子是使用基準(zhǔn)布線層而被形成的。即，布線224—238不 包括連接驅(qū)動(dòng)元件201—215以及工作元件216—223所使用的下層的布線 層和基準(zhǔn)布線層的通孔接觸等。
如以上所述，在本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的時(shí)鐘提供電路200中， 時(shí)鐘樹的各個(gè)級之間，以及連接最終級的驅(qū)動(dòng)元件208—215和工作元件 216—223的布線224—238中，布線224—237被形成在基準(zhǔn)布線層，該布 線224—237的布線下面沒有配置使用作為基準(zhǔn)布線層的第三布線層的宏單 元。并且，布線238被形成在基準(zhǔn)布線層的上層的第四布線層，該布線238 的布線下面被配置了使用作為基準(zhǔn)布線層的第三布線層的宏單元239。
據(jù)此，由于連接布線224—238中多數(shù)(例如半數(shù)以上，或最好是90% 以上)的連接布線被形成在基準(zhǔn)布線層，因此可以降低因從驅(qū)動(dòng)元件201 的輸入到工作元件216—223的各個(gè)路徑上的布線的各個(gè)布線層的布線的結(jié) 果而引起的延遲量的差。因此，本發(fā)明所涉及的時(shí)鐘提供電路200可以降 低時(shí)鐘脈沖相位差。
并且，在本發(fā)明的實(shí)施方式l所涉及的時(shí)鐘提供電路200中，連接驅(qū)
動(dòng)元件215和工作元件223的布線238使用基準(zhǔn)布線層的上層的布線層， 所述驅(qū)動(dòng)元件215和工作元件223之間被配置有使用基準(zhǔn)布線層的宏單元 239。據(jù)此，由于可以在宏單元239上配置布線238，因此可以防止迂回布 線的發(fā)生。
以下，說明由于使用第四布線層而發(fā)生因各布線層的布線結(jié)果造成的 參差不齊的延遲量的具體例子。
由于布線238使用第四布線層而發(fā)生的因各布線層的布線結(jié)果導(dǎo)致的 延遲量的參差不齊可以通過以下的方法來求得，即求驅(qū)動(dòng)元件215的延遲 量和布線238的延遲量的和(以下稱為路徑B延遲量)與從驅(qū)動(dòng)元件201 到工作元件223的路徑(以下稱為路徑A)的延遲量(以下稱為路徑A延 遲量)的比。
例如，設(shè)路徑A延遲量-lns，路徑8延遲量=0.2115時(shí)，路徑B延遲延 遲量占路徑A整體的延遲量的比為20。/。。因此，第四布線層的參差不齊對 路徑A延遲量的影響是，影響整個(gè)時(shí)鐘延遲量的20%。這時(shí)，針對這20%， 再加上因布線結(jié)構(gòu)的布線結(jié)果的不同而導(dǎo)致的影響度，就可以明確應(yīng)該考 慮的定時(shí)余量。
假設(shè)，每層的布線結(jié)果的參差不齊為5%，則應(yīng)該考慮的定時(shí)余量為
路徑A延遲量X20(X)X 5(%)=路徑A延遲量X l(%)=10ps。
艮卩，若將O.Olns這個(gè)余量施加給與工作元件223之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞的
工作元件的定時(shí)限制，則對于因時(shí)鐘布線的布線結(jié)果而導(dǎo)致的時(shí)鐘脈沖相
位差而言，可以確保充分的定時(shí)余量。
嚴(yán)密地來說，以上情況下每層的布線結(jié)果的參差不齊的值是因使用的
第四布線層的長度等而變化的，是不能唯一決定的，在此，為了說明上的
簡單，假定在每使用與基準(zhǔn)布線層不同的布線層時(shí)，發(fā)生5%的參差不齊。
以下對本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的時(shí)鐘提供電路200的設(shè)計(jì)方法進(jìn) 行說明。
圖3是時(shí)鐘提供電路200的布局設(shè)計(jì)的流程圖。
首先，根據(jù)由邏輯綜合等生成的網(wǎng)絡(luò)表，進(jìn)行工作元件216—223以及 多個(gè)宏單元的配置(S101)，所述多個(gè)宏單元包括生成在工作元件216—223 中所使用的時(shí)鐘的時(shí)鐘發(fā)生電路。之后，根據(jù)該網(wǎng)絡(luò)表生成時(shí)鐘樹(S102)。 即，根據(jù)時(shí)鐘發(fā)生電路和工作元件216—223之間的配置關(guān)系，形成驅(qū)動(dòng)元 件201—215以及布線224—238，以使從時(shí)鐘發(fā)生電路到各個(gè)工作元件216 —223的級數(shù)以及布線長度相等。
之后，判斷各個(gè)布線224—238是否被形成在使用基準(zhǔn)布線層的宏單元 上(S103)。在布線被形成在使用基準(zhǔn)布線層的宏單元上的情況下(S103 的"是")，則可以決定該布線被配置在基準(zhǔn)布線層的上層的布線層(S104)。 并且，在布線沒有形成在使用基準(zhǔn)布線層的宏單元上的情況下(S103的 "否")。決定該布線被配置在基準(zhǔn)布線層(S105)。
這樣，就作成了圖2所示的時(shí)鐘提供電路200的布局。
并且，上述的時(shí)鐘提供電路200的設(shè)計(jì)方法可以用于使用通用的計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)的CAD(Computer Aided Design :計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))所進(jìn)行的設(shè)計(jì)中。 例如，圖3所示的處理可以由具有處理器和存儲(chǔ)器的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中安 裝的程序來實(shí)現(xiàn)。并且，該程序也可以被存儲(chǔ)在磁盤以及CD—ROM等記 錄介質(zhì)中。并且，也可以由專用的硬件電路來實(shí)現(xiàn)圖3所示的處理的一部 分或全部。并且，也可以由設(shè)計(jì)者來進(jìn)行圖3所示的處理的一部分或全部。
通過以上所述，本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的時(shí)鐘提供電路200僅限 定于一部分驅(qū)動(dòng)元件的輸出布線，利用基準(zhǔn)布線層的上層的布線層。因此， 由于大部分的時(shí)鐘布線被形成在基準(zhǔn)布線層，所以可以減少因各布線層的 布線結(jié)果而導(dǎo)致的布線延遲的參差不齊。因此，本發(fā)明的實(shí)施方式l所涉 及的時(shí)鐘提供電路200可以抑制因各布線層的布線結(jié)果而導(dǎo)致的時(shí)鐘脈沖 相位差。
并且，本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的時(shí)鐘提供電路200對于需要配置 在使用基準(zhǔn)布線層的宏單元上的時(shí)鐘布線，可以使用基準(zhǔn)布線層的上層的 布線層。據(jù)此，本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的時(shí)鐘提供電路200可以不必
進(jìn)行迂回時(shí)鐘布線，因此可以抑制布線的混雜。
以上雖然對本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的時(shí)鐘提供電路200進(jìn)行了說明，
但并非受此實(shí)施方式所限。
例如，在圖2中以宏單元239使用的是到第三布線層為止的布線層為 例進(jìn)行了說明，不過只要宏單元使用的是基準(zhǔn)布線層以上的布線層，不論 哪層都可以。例如，在宏單元239使用第四布線層的情況下，布線238則 被形成在第五布線層。
并且，在圖2中，宏單元239被配置在時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)的最終級的布線238 的下面，并且只有布線238被形成在基準(zhǔn)布線層的上層的布線層，不過， 在布線224—238之中的任一個(gè)布線的下面配置有宏單元239的情況下，就 可以將該布線形成在基準(zhǔn)布線層的上層的布線層。而且，在多個(gè)布線的下 面被分別配置了使用基準(zhǔn)布線層的宏單元的情況下，就可以將所述多個(gè)布 線形成在基準(zhǔn)布線層的上層的布線層。
并且，圖2所示的時(shí)鐘樹是等長、等級的結(jié)構(gòu)，不過為了達(dá)到本發(fā)明 的效果也可以不是等長、等級的結(jié)構(gòu)。并且，各端的驅(qū)動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)能力 也可以不同。
并且，本發(fā)明也可以適用于H樹結(jié)構(gòu)的時(shí)鐘提供電路。 并且，在上述的說明中，布線224—237的布線全都被形成在基準(zhǔn)布線 層，不過，也可以是布線224—237的一部分被形成在其它的布線層。例如， 在驅(qū)動(dòng)元件的輸入端子以及輸出端子，或工作元件的時(shí)鐘輸入端子被形成 在基準(zhǔn)布線層的下層的布線層的情況下，則需要與驅(qū)動(dòng)元件的輸入端子以 及輸出端子，或工作元件的時(shí)鐘輸入端子和時(shí)鐘布線所使用的基準(zhǔn)布線層 相連接的布線層。因此，布線層224—237的布線區(qū)域中實(shí)際上被用于布線 的布線區(qū)域只要被形成在基準(zhǔn)布線層即可。例如，優(yōu)選在布線224—237的 布線區(qū)域中，90%以上的區(qū)域被形成在基準(zhǔn)布線層。并且，即使在驅(qū)動(dòng)元 件的輸入端子以及輸出端子，或工作元件的時(shí)鐘輸入端子被形成在基準(zhǔn)布 線層的下層的布線層的情況下，由于所有的端子幾乎都是相同的條件，因 此可以忽視因各布線層的布線結(jié)果而導(dǎo)致的延遲量的參差不齊的影響。
并且，將基準(zhǔn)布線層分別以布線的X方向、Y方向來規(guī)定的情況也是 同樣的。將X方向的基準(zhǔn)布線層和Y方向的基準(zhǔn)布線層合在一起的布線作
為基準(zhǔn)布線層時(shí)，進(jìn)行與上述說明相同的處理。并且，雖然需要連接x方
向的基準(zhǔn)布線層和Y方向的基準(zhǔn)布線層的通孔接觸，但是由于幾乎在時(shí)鐘 樹結(jié)構(gòu)的所有系統(tǒng)中都形成了該通孔接觸，并且所有的時(shí)鐘布線也幾乎是 相同條件，因此，可以忽視因基準(zhǔn)布線層之間的通孔接觸的結(jié)果而導(dǎo)致的 延遲量的參差不齊的影響。
(實(shí)施方式2 )
本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的時(shí)鐘提供電路在與使用基準(zhǔn)布線層的上 層的布線層的級相同級的所有時(shí)鐘布線中，使用基準(zhǔn)布線層的上層的布線 層。據(jù)此，可以降低因各布線層的布線結(jié)果而導(dǎo)致的時(shí)鐘脈沖相位差的發(fā) 生。
圖4在模式上示出了本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的時(shí)鐘提供電路的結(jié)構(gòu)。 圖4所示的時(shí)鐘提供電路300具有時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)，將被輸入的時(shí)鐘信號 提供給多個(gè)工作元件318—325。時(shí)鐘提供電路300是半導(dǎo)體集成電路中的 電路。時(shí)鐘提供電路300包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件301—317和布線326—342。
多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件301—317具有時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)元件301是時(shí)鐘樹第一 級的驅(qū)動(dòng)元件，驅(qū)動(dòng)由外部的時(shí)鐘發(fā)生電路提供的時(shí)鐘信號。驅(qū)動(dòng)元件302 以及303是時(shí)鐘樹第二級的驅(qū)動(dòng)元件，驅(qū)動(dòng)由驅(qū)動(dòng)元件301所驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘 信號。
驅(qū)動(dòng)元件304—307是時(shí)鐘樹第三級的驅(qū)動(dòng)元件。驅(qū)動(dòng)元件304以及305 驅(qū)動(dòng)由驅(qū)動(dòng)元件302所驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘信號。驅(qū)動(dòng)元件306以及307驅(qū)動(dòng)由驅(qū) 動(dòng)元件303所驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘信號。
驅(qū)動(dòng)元件308—315是時(shí)鐘樹第四級的驅(qū)動(dòng)元件。驅(qū)動(dòng)元件308以及309 驅(qū)動(dòng)由驅(qū)動(dòng)元件304驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘信號。驅(qū)動(dòng)元件310以及311驅(qū)動(dòng)由驅(qū)動(dòng) 元件305驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘信號。驅(qū)動(dòng)元件312以及313驅(qū)動(dòng)由驅(qū)動(dòng)元件306驅(qū) 動(dòng)的時(shí)鐘信號。驅(qū)動(dòng)元件314以及315驅(qū)動(dòng)由驅(qū)動(dòng)元件307驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘信 號。驅(qū)動(dòng)元件316驅(qū)動(dòng)由驅(qū)動(dòng)元件308驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘信號。驅(qū)動(dòng)元件317驅(qū) 動(dòng)由驅(qū)動(dòng)元件314驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘信號。
在工作元件318—325被提供有由驅(qū)動(dòng)元件316、 309—313、 317以及 315所驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘信號。工作元件318—325為FF或存儲(chǔ)器宏單元等。
多個(gè)布線326—342是分別連接時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)的前一級的驅(qū)動(dòng)元件的輸出和后一級的多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件的輸入或工作元件的時(shí)鐘輸入的布線。
布線326連接驅(qū)動(dòng)元件301的輸出和驅(qū)動(dòng)元件302以及303的輸入。 布線327連接驅(qū)動(dòng)元件302的輸出和驅(qū)動(dòng)元件304以及305的輸入。布線 328連接驅(qū)動(dòng)元件303的輸出和驅(qū)動(dòng)元件306以及307的輸入。布線329 連接驅(qū)動(dòng)元件304的輸出和驅(qū)動(dòng)元件308以及309的輸入。布線330連接 驅(qū)動(dòng)元件305的輸出和驅(qū)動(dòng)元件310以及311的輸入。布線331連接驅(qū)動(dòng) 元件306的輸出和驅(qū)動(dòng)元件312以及313的輸入。布線332連接驅(qū)動(dòng)元件 307的輸出和驅(qū)動(dòng)元件314以及315的輸入。布線334—338以及340分別 連接驅(qū)動(dòng)元件309—313以及315的輸出和工作元件319—323以及325的 時(shí)鐘輸入。布線333以及339分別連接驅(qū)動(dòng)元件308以及314的輸出和驅(qū) 動(dòng)元件316以及317的輸入。布線341以及342分別連接驅(qū)動(dòng)元件316以 及317的輸出和工作元件318以及324的時(shí)鐘輸入。
布線326以及329—342被形成在基準(zhǔn)布線層。在本實(shí)施方式中視基準(zhǔn) 布線層為第三布線層。不過，基準(zhǔn)布線層也可以是第三層以外的布線層。 并且，也可以在X方向以及Y方向上分別設(shè)定基準(zhǔn)布線層。在此為了說明 上的簡便，僅以基準(zhǔn)布線層為第三布線層為例。例如，布線326以及329 一342的所有布線區(qū)域被形成在基準(zhǔn)布線層。
布線327以及328被形成在基準(zhǔn)布線層的上層的布線層。例如，布線 327以及328被形成在第四布線層。并且，布線327被配置在宏單元343 上。并且，布線327的所有區(qū)域可以被形成在第四布線層，也可以只是宏 單元343的鄰域上的部分被形成在第四布線層，其它的部分被形成在基準(zhǔn) 布線層。并且，布線328的被形成在第四布線層中的布線的布線長度大致 與布線327的被形成在第四布線層中的布線的布線長度相等。換而言之， 被形成在基準(zhǔn)布線層的布線328的布線長度大致與被形成在基準(zhǔn)布線層上 的布線327的布線長度相等。
并且，在被形成在第四布線層上的、布線327的從驅(qū)動(dòng)元件302到驅(qū) 動(dòng)元件304的路徑和從驅(qū)動(dòng)元件302到驅(qū)動(dòng)元件305的路徑的布線長度相 等，因此可以進(jìn)一步減少布線延遲的參差不齊。同樣，在被形成在第四布 線層上的、布線328的從驅(qū)動(dòng)元件303到驅(qū)動(dòng)元件306的路徑和從驅(qū)動(dòng)元 件303到驅(qū)動(dòng)元件307的路徑的布線長度相等，因此可以進(jìn)一步減少布線
延遲的參差不齊。
宏單元343為具有規(guī)定功能的電路^^，是使用第三布線層的宏單元。 宏單元343被配置在驅(qū)動(dòng)元件302和驅(qū)動(dòng)元件304以及305之間。
像以上這樣，被配置在宏單元343上的布線327以及和布線327在同 一級的布線328被形成在基準(zhǔn)布線層的上層的布線層。并且，在同一級不 存在被配置在使用基準(zhǔn)布線層的宏單元上的布線的情況下，則該級的所有 布線被形成在基準(zhǔn)布線層上。g卩，在本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的時(shí)鐘提 供電路300中，時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)中的同一級的時(shí)鐘布線是全部被形成在基準(zhǔn)布 線層的布線，或全部被形成在基準(zhǔn)布線層的上層的布線層的布線。
而且，驅(qū)動(dòng)元件301 — 317的輸入端子以及輸出端子和工作元件318 — 325的時(shí)鐘輸入端子被形成在基準(zhǔn)布線層。g卩，布線326—342不具有連接 驅(qū)動(dòng)元件301—317以及工作元件318 — 325所使用的下層的布線層和基準(zhǔn) 布線層的通孔接觸等。
根據(jù)以上構(gòu)成，在本發(fā)明實(shí)施方式2所涉及的時(shí)鐘提供電路300中， 被配置在使用基準(zhǔn)布線層的宏單元343上的布線327，和被配置在與布線 327為同一時(shí)鐘樹的級的布線328，被形成在基準(zhǔn)布線層的上層的布線層。 據(jù)此，時(shí)鐘樹的同一級的布線所使用的布線層相等。因此，可以減小因布 線的結(jié)果而導(dǎo)致的時(shí)鐘脈沖相位差的影響。
以下，對第本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的時(shí)鐘提供電路300的設(shè)計(jì)方 法進(jìn)行說明。另外，由于與上述圖3中的步驟S101 — S103以及S105的處 理相同，因此省略說明。
在時(shí)鐘提供電路300的設(shè)計(jì)方法中，在使用基準(zhǔn)布線層的宏單元上配 置有布線的情況下(S103的"是")，將該布線以及與該布線在同一級的布 線決定為基準(zhǔn)布線層的上層的布線層。根據(jù)以上所述，可以作成圖4所示 的時(shí)鐘提供電路300的布局。
如以上所述，本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的時(shí)鐘提供電路300與上述 的實(shí)施方式1所涉及的時(shí)鐘提供電路200同樣，可以在抑制布線混雜的基 礎(chǔ)上，抑制因各個(gè)布線層的布線結(jié)果而導(dǎo)致的時(shí)鐘脈沖相位差。
而且，在本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的時(shí)鐘提供電路300中，與需要 配置在使用基準(zhǔn)布線層的宏單元上的時(shí)鐘布線在同一級的所有時(shí)鐘布線， 使用基準(zhǔn)布線層的上層的布線層。據(jù)此，因時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)的各個(gè)級中的布線
的結(jié)果而導(dǎo)致的參差不齊就會(huì)消失。因此，本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的 時(shí)鐘提供電路300可以進(jìn)一步抑制因各個(gè)布線層的布線的結(jié)果而導(dǎo)致的時(shí) 鐘脈沖相位差。
并且，在圖4中以宏單元343使用的是到第三布線層為止的布線層為 例進(jìn)行了說明，不過只要宏單元使用的是基準(zhǔn)布線層以上的布線層，不論 哪層都可以。
并且，在圖4中，宏單元343被配置在時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)的第二級的布線327 的下面，并且第二級的布線327以及238被形成在基準(zhǔn)布線層的上層的布 線層，不過，在布線326—342之中的任一個(gè)布線的下面配置有宏單元343 的情況下，就可以將該布線和與該布線在同一級的布線形成在基準(zhǔn)布線層 的上層的布線層。
并且，在圖4中，時(shí)鐘樹的結(jié)構(gòu)不是等長、等級，不過也可以是等長、 等級的結(jié)構(gòu)。
并且，本發(fā)明也可以適用于H樹結(jié)構(gòu)的時(shí)鐘提供電路。 并且，在上述的說明中，布線326以及329—342的所有布線區(qū)域被形 成在基準(zhǔn)布線層，不過，根據(jù)與實(shí)施方式l中所敘述的同樣的理由，布線 326以及329—342的布線區(qū)域的一部分也可以使用其它的布線層。并且， 可以針對布線的X方向以及Y方向分別決定基準(zhǔn)布線層。
(實(shí)施方式3)
在本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的時(shí)鐘提供電路中，時(shí)鐘樹的后級的時(shí) 鐘布線使用基準(zhǔn)布線層的上層的布線層。據(jù)此，由于可以使使用基準(zhǔn)布線 層的上層的布線層的布線長度變短，因此可以降低因各個(gè)布線層的布線結(jié) 果而導(dǎo)致的時(shí)鐘脈沖相位差。
圖5在模式上示出了本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的時(shí)鐘提供電路的結(jié)構(gòu)。
圖5所示的時(shí)鐘提供電路400為H樹結(jié)構(gòu)的時(shí)鐘提供電路。時(shí)鐘提供 電路400包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件401—404和布線405—407。
驅(qū)動(dòng)元件401為時(shí)鐘樹的第一級的驅(qū)動(dòng)元件，驅(qū)動(dòng)來自外部的時(shí)鐘信 號。多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件402為時(shí)鐘樹的第二級的驅(qū)動(dòng)元件，驅(qū)動(dòng)由驅(qū)動(dòng)元件401
所驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘信號。多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件403為時(shí)鐘樹的第三級的驅(qū)動(dòng)元件，驅(qū) 動(dòng)由多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件402所驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘信號。多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件404為時(shí)鐘樹的 第四級的驅(qū)動(dòng)元件，驅(qū)動(dòng)由多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件403所驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘信號。多個(gè)驅(qū) 動(dòng)元件404所驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘信號被分別提供給多個(gè)工作元件(未圖示)。
布線405連接時(shí)鐘樹的第一級的驅(qū)動(dòng)元件401的輸出和第二級的多個(gè) 驅(qū)動(dòng)元件402的輸入。布線406連接時(shí)鐘樹的第二級的多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件402 的輸出和第三級的多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件403的輸入。布線407連接時(shí)鐘樹的第三 級的多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件403的輸出和第四級的多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件404的輸入。并且， 圖5所示的布線407a是第四級的多個(gè)布線407中的布線。
布線405以及406被形成基準(zhǔn)布線層。并且，布線407a以外的多個(gè)布 線407被形成在基準(zhǔn)布線層。在本實(shí)施方式中視第三布線層為基準(zhǔn)布線層。 不過，基準(zhǔn)布線層也可以是第三層以外的布線層。并且，可以針對布線的 X方向以及Y方向分別決定基準(zhǔn)布線層。
布線407a被形成在基準(zhǔn)布線層的上層的布線層。例如，布線407a被 形成在第四布線層。并且，可以是布線407a的所有區(qū)域被形成在第四布線 層，也可以是僅宏單元408鄰域上的部分被形成在第四布線層，其它的部 分被形成在基準(zhǔn)布線層。
宏單元408為具有規(guī)定的功能的電路塊，為使用第三布線層的宏單元。 宏單元408被配置在布線407a的下面。
在此，如圖5所示，在H樹結(jié)構(gòu)中，根據(jù)時(shí)鐘樹的第某級而布線長度 不同。具體而言，時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)是以少數(shù)的驅(qū)動(dòng)元件為起點(diǎn)，到多數(shù)的工作 元件構(gòu)成的樹狀，因此越是后級的布線，布線長就越短。即，布線407的 布線長度比布線406的布線長度短，布線406的布線長度比布線405的布 線長度短。
布線長越短，布線電容就越小，因此根據(jù)上述的公式(l)， AtXCw就 越小。即，通過使布線長度短的時(shí)鐘樹末端的級的布線使用基準(zhǔn)布線層的 上層的布線層，從而對于時(shí)鐘系統(tǒng)全體而言，參差不齊的影響就會(huì)變小。 據(jù)此，可以減小因布線的結(jié)果而導(dǎo)致的時(shí)鐘脈沖相位差。
如上所述，本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的時(shí)鐘提供電路400可以得到 與上述的實(shí)施方式1所涉及的時(shí)鐘提供電路200同樣的效果。而且，在時(shí)
鐘提供電路400中，通過將使用基準(zhǔn)布線層的上層的布線層的布線配置到 時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)的末端，從而可以進(jìn)一步減小因布線的結(jié)果而導(dǎo)致的時(shí)鐘脈沖 相位差。
而且，在以上的說明中，宏單元408被配置在第三層的布線的下面， 不過，也可以被配置在第四層的布線(連接驅(qū)動(dòng)元件404和工作元件的布 線)的下面。
并且，時(shí)鐘樹的級數(shù)并非僅限為四級。并且，通過使時(shí)鐘樹的正中間 的級以后的級的布線使用基準(zhǔn)布線層的上層的布線層，從而可以得到削減 上述的時(shí)鐘脈沖相位差的發(fā)生量的效果。例如，時(shí)鐘樹為六級構(gòu)成的情況 下，可以使第四級以后的級使用基準(zhǔn)布線層的上層的布線層。并且，通過 使越靠近末端的級使用基準(zhǔn)布線層的越上層的布線層，從而可以得到更高 的效果。
并且，圖5僅示出了H樹結(jié)構(gòu)的時(shí)鐘提供電路的一個(gè)例子，也可以是 H樹結(jié)構(gòu)以外的時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)。即使是H樹結(jié)構(gòu)以外的時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)，也有越 靠近時(shí)鐘樹的末端，布線的布線長度就越短的傾向。因此，可以得到減小 上述的時(shí)鐘脈沖相位差的效果。
(實(shí)施方式4)
在本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的時(shí)鐘提供電路中，被配置在使用基準(zhǔn) 布線層的宏單元上的時(shí)鐘布線，被形成在基準(zhǔn)布線層的上層的布線層，且 該布線層比基準(zhǔn)布線層的膜厚厚。據(jù)此，可以減小因各個(gè)布線層的布線結(jié) 果而導(dǎo)致的時(shí)鐘脈沖相位差。
圖6示出了使用本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的時(shí)鐘提供電路的基準(zhǔn)布 線層的上層的布線層的布線的結(jié)構(gòu)。并且，本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的 時(shí)鐘提供電路的概略結(jié)構(gòu)例如與圖2相同。
如圖6所示，布線502連接時(shí)鐘樹的最終級的驅(qū)動(dòng)元件501的輸出和 工作元件503的時(shí)鐘輸入。宏單元504為使用基準(zhǔn)布線層的宏單元，被配 置在布線502的下面。
圖7是圖6的a—b處的時(shí)鐘提供電路結(jié)構(gòu)的截面圖。
如圖7所示，時(shí)鐘提供電路包括第一布線層601、.第一層間膜602、 第二布線層603、第二層間膜604、第三布線層605、第三層間膜606、第四布線層607、第四層間膜608、第五布線層609、第五層間膜610、第六 布線層611、第六層間膜612、以及第七布線層613。
在實(shí)施方式4中，以第三布線層為基準(zhǔn)布線層。并且，第六布線層611 以及第七布線層613的膜厚比第三布線層605、第四布線層607、以及第五 布線層609的膜厚厚。
并且，宏單元504使用到第四布線層位置的布線層。
如圖7所示，在布線502中除宏單元504上的部分以及宏單元504鄰 域部分以外的部分，被形成在基準(zhǔn)布線層，即第三布線層605。布線502 的宏單元504上的部分以及宏單元504鄰域的部分被形成在第六布線層 611。并且，在宏單元504的鄰域，布線502的基準(zhǔn)布線層的布線和第六布 線層的布線是通過連接第四布線層607、第五布線層609、以及各布線層的 層間的通孔而被連接的。
根據(jù)以上所述，本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的時(shí)鐘提供電路可以得到 與上述的實(shí)施方式1所涉及的時(shí)鐘提供電路200相同的效果。
而且，在實(shí)施方式4所涉及的時(shí)鐘提供電路中，被配置使用基準(zhǔn)布線 層的宏單元504上的布線502，使用比基準(zhǔn)布線層的膜厚厚的第六布線層 611。在此，由于膜厚厚的布線層中的布線的阻抗值低，因此可以容易地削 減時(shí)鐘的傳播時(shí)間。據(jù)此，由于可以降低布線502的延遲量，因此，從而 可以相對地減小因使用不同的布線層而發(fā)生的延遲量的參差不齊。因此， 第四實(shí)施方式所涉及的時(shí)鐘提供電路可以進(jìn)一步減小因各個(gè)布線層的布線 結(jié)果而導(dǎo)致的時(shí)鐘脈沖相位差。
并且， 一般而言，膜厚厚的布線層僅使用于電源等，因此，通常的信 號布線量少。因此，使用膜厚厚的布線層可以減少布線的混雜。并且，可 以緩和下層的布線層的布線混雜。
而且，在布線502使用第六布線層611的情況下，在作為基準(zhǔn)布線層 的第三布線層605以外的部分，使用第四布線層607以及第五布線層609， 這個(gè)部分幾乎是垂直方向上的連接，因此幾乎不會(huì)受到制造上的參差不齊 的影響。
并且，在圖7中，雖然布線502使用的是第六布線層611，不過，也可 以使用第七布線層613。
并且，在圖7中例舉了在時(shí)鐘樹的最終級的驅(qū)動(dòng)元件501和工作元件 503之間配置宏單元504，不過并非受時(shí)鐘樹最終級所限，將宏單元504配 置在時(shí)鐘樹的任意級的驅(qū)動(dòng)元件間的情況，都會(huì)得到同樣的效果。
本發(fā)明可以適用于時(shí)鐘提供電路，尤其可以適用于具有時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)的 時(shí)鐘提供電路。
權(quán)利要求
1、一種時(shí)鐘提供電路，具有時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)，并將時(shí)鐘信號提供給多個(gè)工作元件，其特征在于，所述時(shí)鐘提供電路包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件，構(gòu)成所述時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)；以及多個(gè)連接布線，分別連接前一級的驅(qū)動(dòng)元件的輸出、和后一級的多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件或工作元件；所述多個(gè)連接布線包括多個(gè)第一布線，被形成在基準(zhǔn)布線層；以及一個(gè)以上的第二布線，存在于使用所述基準(zhǔn)布線層的電路塊上；所述電路塊上所存在的一個(gè)以上的第二布線，被形成在所述基準(zhǔn)布線層的上層的規(guī)定的布線層。
2、 如權(quán)利要求l所述的時(shí)鐘提供電路，其特征在于，在所述時(shí)鐘樹結(jié) 構(gòu)中，與所述第二布線所在的級相同的級的所有的所述連接布線中，至少 有一部分被形成在所述規(guī)定的布線層。
3、 如權(quán)利要求1所述的時(shí)鐘提供電路，其特征在于，所述第二布線為 所述時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)的正中間的級以后的級的連接布線。
4、 如權(quán)利要求l所述的時(shí)鐘提供電路，其特征在于，所述規(guī)定的布線 層的膜厚比所述基準(zhǔn)布線層的膜厚厚。
5、 如權(quán)利要求1所述的時(shí)鐘提供電路，其特征在于， 從所述時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)的第一級的驅(qū)動(dòng)元件到所述多個(gè)工作元件之間的所述驅(qū)動(dòng)元件的級數(shù)分別相等；在所述時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)中，從相同級的前一級的驅(qū)動(dòng)元件到后一級的驅(qū)動(dòng) 元件或工作元件的路徑的連接布線的布線長度大致相等；在所述時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)中，相同級的驅(qū)動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)能力大致相等。
6、 一種時(shí)鐘提供電路的設(shè)計(jì)方法，其中所述時(shí)鐘提供電路具有時(shí)鐘樹 結(jié)構(gòu)，并將被輸入的時(shí)鐘信號提供給多個(gè)工作元件，該時(shí)鐘提供電路的設(shè) 計(jì)方法的特征在于，在連接構(gòu)成所述時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)的多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件的連接布線，被配置在使 用基準(zhǔn)布線層的電路塊上的情況下，將該連接布線形成于所述基準(zhǔn)布線層 的上層的布線層；在所述連接布線沒有被配置在使用所述基準(zhǔn)布線層的電路塊上的情況 下，將該連接布線形成于所述基準(zhǔn)布線層。
全文摘要
本發(fā)明的時(shí)鐘提供電路具有時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)，并將時(shí)鐘信號提供給多個(gè)工作元件，其中包括構(gòu)成所述時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)的多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件，以及分別連接前一級的驅(qū)動(dòng)元件的輸出和后一級的多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件或工作元件的多個(gè)連接布線，所述多個(gè)連接布線包括被形成在基準(zhǔn)布線層的多個(gè)第一布線以及存在于使用所述基準(zhǔn)布線層的電路塊上的一個(gè)以上的第二布線，所述電路塊上所存在的一個(gè)以上的第二布線，被形成在所述基準(zhǔn)布線層的上層的規(guī)定的布線層。
文檔編號H01L23/522GK101344897SQ20081013562
公開日2009年1月14日 申請日期2008年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月10日
發(fā)明者松井徹 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社