DE10036627A1 - Integrated cell matrix circuit has at least 2 different types of cells with interconnection terminals positioned to allow mixing of different cell types within matrix circuit - Google Patents
Integrated cell matrix circuit has at least 2 different types of cells with interconnection terminals positioned to allow mixing of different cell types within matrix circuitInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen integrierten Schalt kreis nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruches. Damit befaßt sich die vorliegende Erfindung allgemein mit der Her stellung von logischen Halbleiterbauelementen.The present invention relates to an integrated circuit circle according to the preamble of the independent claim. In order to the present invention is generally concerned with the manufacture position of logical semiconductor components.
Aus der DE 44 16 881 C2, deren Offenbarungsgehalt durch Be zugnahme vollumfänglich eingegliedert ist, ist ein Verfahren zum Betrieb einer Datenverarbeitungseinrichtung mit program mier- und konfigurierbarer Zellstruktur bekannt. Die Daten verarbeitungsvorrichtung umfaßt eine Zellmatrix aus einer Vielzahl orthogonal zueinander angeordneter, homogen struktu rierter Zellen, welche in ihrer Funktion und Vernetzung frei programmierbar sind. Es wird nicht angegeben, wie in der Pra xis ein integrierter Baustein mit dieser Zellmatrix vorteil haft hergestellt werden kann. Außerdem wird nicht angegeben, wie die dargestellte Datenverarbeitunseinrichtung auf einfache Weise für bestimmte Anwendungen angepaßt hergestellt wer den kann.From DE 44 16 881 C2, the disclosure content of which by Be access is fully integrated is a procedure to operate a data processing device with program mier- and configurable cell structure known. The dates processing device comprises a cell matrix from a A large number of homogeneous structures arranged orthogonally to each other cells, which are free in their function and networking are programmable. It is not specified, as in Pra xis an integrated module with this cell matrix advantage can be manufactured. It also does not specify like the data processing device shown in simple Manufactured adapted for certain applications that can.
Aus "Principles of CMOS VLSI Design" von N. H. Weste und K. Eshraghian, Addison-Wesley, 2. Auflage 1993, Kapitel 8, Ab schnitt 8.4.2.1 ist ein Blocklayout, d. h. ein Floorplan eines generischen, d. h. an bestimmte Anwendungen anpaßbaren PLA bekannt. Dabei wird eine Abbildung gezeigt, bei welcher eine Reihe von Zellen für unterschiedliche logische Funktionen nebeneinander angeordnet sind. Es wird weiter in Fig. 8.80 des Dokumentes eine physikalische Implementierung für einen PLA gezeigt, bei welcher zwei unterschiedliche logische Funk tionsblöcke mit unterschiedlich herangeführten Anschlüssen vorgesehen sind. Auch hier ist somit nicht angegeben, wie in der Praxis ein integrierter Baustein besonders vorteilhaft hergestellt werden kann.From "Principles of CMOS VLSI Design" by NH Weste and K. Eshraghian, Addison-Wesley, 2nd edition 1993 , chapter 8, section 8.4.2.1 , a block layout, ie a floor plan of a generic, ie adaptable to certain applications, PLA is known , An illustration is shown in which a row of cells for different logical functions are arranged side by side. It is further shown in Fig. 8.80 of the document a physical implementation for a PLA, in which two different logic function blocks are provided with differently made connections. Here, too, it is not specified how an integrated module can be produced particularly advantageously in practice.
Es ist wünschenswert, integrierte Schaltkreise, insbesondere hochkomplexe wie jene der in der DE 44 16 881 C2 beschriebe nen Art auf einfache Weise physikalisch implementieren und anpassen zu können.It is desirable to use integrated circuits, in particular highly complex such as that described in DE 44 16 881 C2 physically implement a simple way and to be able to adapt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Neues für die ge werbliche Anwendung bereitzustellen.The object of the invention is new for the ge to provide advertising application.
Die Lösung dieser Aufgabe wird unabhängig beansprucht. Bevor zugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.The solution to this problem is claimed independently. before preferred embodiments can be found in the subclaims.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird so mit vorgeschlagen, daß bei einem integrierten Schaltkreis mit mehreren, einander benachbarten Zellen, wobei wenigstens zwei Arten von Zellen vorgesehen sind, welche Anschlüsse aufwei sen, vorgesehen ist, daß die Zellen eine zur Integration einer Vielzahl logischer Elemente ausreichende Größe aufweisen, wobei zumindest an einigen der Zellen zumindest ein logisches Element programmierbar ist und die Anschlüsse an zumindest im wesentlichen übereinstimmenden Positionen der Zelle vorgese hen sind, um so eine willkürliche, d. h. sich nicht streng re gulär über den Baustein wiederholende Zellartendurchmischung bei der benachbarten Anordnung der Zellen zu erlauben.According to a first aspect of the present invention with suggested that with an integrated circuit several adjacent cells, at least two Types of cells are provided, which have connections sen, it is provided that the cells are used to integrate a Large number of logical elements are of sufficient size, where at least some of the cells have at least one logical Element is programmable and the connections at least in essential corresponding positions of the cell vorese hen to be such an arbitrary, H. not strictly re gular repeated cell types mixing to allow in the adjacent arrangement of the cells.
Ein erster wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht demnach darin, daß ein integrierter hochkomplexer Schaltkreis, auf dem eine Vielzahl von unterschiedlichen logischen Funktionen realisiert ist, ohne weiteres hergestellt werden kann, indem darauf Zellblöcke definiert werden, die im Zellbereichsinne ren programmierbare logische Elemente aufweisen und nach au ßen hin übereinstimmend angeordnete Anschlüsse aufweisen. Da bei wurde erkannt, daß es allein dadurch, daß zwischen Berei chen für die Realisierung bestimmter Funktionen auf vorbe stimmmte Weise Leiterbahnen ohne eigentliche Funktion in Form von Anschlußleitungen vorgesehen werden, die Anzahl der beim Chipentwurf zu berücksichtigenden Objekte also erhöht wird, möglich wird, verschiedene Zelltypen an beliebigen Stellen auf dem integrierten Schaltkreis anzuordnen, ohne daß der vollständige Schaltkreis von Grund auf neu entworfen werden muß.A first essential idea of the invention is therefore in that an integrated highly complex circuit, on a variety of different logical functions is realized, can be easily produced by then cell blocks are defined that are in the cell area have programmable logic elements and externally have the same arranged connections. because at it was recognized that it was solely because of the fact that between areas chen for the implementation of certain functions on prep it was the right way to shape conductor tracks with no actual function of connecting lines are provided, the number of when Chip design to be considered objects is increased, different cell types at any point becomes possible to be arranged on the integrated circuit without the complete circuit can be designed from scratch got to.
Bei dem integrierter Schaltkreis kann mit wenigstens einer der Zellarten wenigstens ein Speicher-, Floating-Point- Rechenwerk-, Integer-Rechenwerk-, Addierer-, Multiplizierer-, Verschlüsselungswerk-, Verbindungs-, Ein- und/oder Ausgabe mittel realisiert sein. Bei dem Verschlüsselungs- bzw. Kryp tographiewerk kann es sich beispielsweise um eine Schaltungs struktur handeln, die fest oder programmierbar die Bits eines Datenwortes gegeneinander vertauscht, um eine Ver- oder Entschlüsselung vorzunehmen. Bei einem Verbindungsmittel kann vorgesehen sein, daß zugeführte Signale ohne irgendeine Ver änderung auf einer gegenüberliegenden Zellseite herausgeführt werden; es sind dazu im Zellinneren z. B. ausschließlich durchgehende Leiterbahnen vorgesehen. Wenn Speichermittel vorgesehen werden, kann es sich um einen RAM-, ROM-, PROM-, EEPROM-Speicher und/oder Kombinationen vorgenannter Speicher typen handeln. Die Ein- und/oder Ausgabemittel können bei in tegrierten Schaltkreisen für die Computertechnik zur Kommuni kation mit einem Modemanschluß, einem Netzwerkanschluß, einem Speichermittel und/oder mit einem Peripheriegeräteanschluß wie einer Maus, einem Drucker, einer Anzeige usw. dienen.In the integrated circuit, at least one the cell types have at least one storage point, floating point Arithmetic unit, integer arithmetic unit, adder, multiplier, Encryption, connection, input and / or output medium realized. With the encryption or crypt topography can be, for example, a circuit act structure that is fixed or programmable the bits of a Data word exchanged for encryption or decryption make. With a lanyard be provided that supplied signals without any Ver change brought out on an opposite cell side become; there are z. B. exclusively continuous conductor tracks are provided. If storage means can be provided, it can be a RAM, ROM, PROM, EEPROM memory and / or combinations of the aforementioned memory act guys. The input and / or output means can be in integrated circuits for computer technology for communication cation with a modem connection, a network connection, a Storage means and / or with a peripheral device connection such as a mouse, printer, display, etc.
Bevorzugt werden die Zellen für die Integration von wenig stens 100, bevorzugt 1000 logischen Elementen, insbesondere Gattern dimensioniert sein. Dies stellt sicher, daß der zu sätzliche zusätzlicher Platzaufwand für das Vorsehen von Ver bindungsleitungen der Zellen sich nicht wesentlich nachteilig auswirkt und zugleich stark unterschiedliche Zellfunktionen realsierbar sind. Es ist insbesondere möglich, wenigstens zwei verschiedene Zellarten vorzusehen, die jeweils zumindest 100, bevorzugt 1000 logische Gatteräquivalente umfaßt. Hier bei sei erwähnt, daß einleuchtenderweise mehr als zwei unter schiedliche Zellarten auf einem einheitlich gefertigten, durchgehenden Substrat, auf welchem der integrierten Schalt kreis gebildet ist, angeordnet werden können.The cells are preferred for the integration of little at least 100, preferably 1000 logical elements, in particular Gates must be dimensioned. This ensures that the too additional additional space for the provision of Ver binding lines of the cells are not significantly disadvantageous affects and at the same time strongly different cell functions are realizable. It is particularly possible, at least to provide two different cell types, each at least 100, preferably 1000 logical gate equivalents. here it should be mentioned that, obviously, more than two under different cell types on a uniformly manufactured, continuous substrate on which the integrated circuit circle is formed, can be arranged.
Die Zellen können bevorzugt so bemaßt sein, daß wenigstens eine Kantenlänge der Zellen wenigstens das 500fache, bevor zugt wenigstens das 1000fache der den Herstellungsprozeß cha rakterisierenden Gatelänge beträgt. Bei einem Herstellungs prozeß, mit welchem 0,25 µm-Strukturen herstellbar sind, kann also eine Zellkante zumindest eine Länge von 125 µm aufweisen. The cells can preferably be dimensioned such that at least an edge length of the cells at least 500 times before adds at least 1000 times the cha manufacturing process characterizing gate length. At a manufacturing process with which 0.25 µm structures can be produced thus have a cell edge at least a length of 125 microns.
Bevorzugt ist, wenn beide Kanten der Zelle eine bestimmte Mindestgröße nicht unterschreiten. Dazu können wenigstens zwei Kantenlängen der Zellen wenigstens das 200fache, bevor zugt wenigstens das 500fache der den Herstellungsprozeß cha rakterisierenden Gatelänge betragen.It is preferred if both edges of the cell have a certain one Do not fall below the minimum size. At least you can two edge lengths of the cells at least 200 times before adds at least 500 times the cha manufacturing process characterizing gate length.
Bevorzugt ist es, wenn die Zellen verschiedener Arten zumin dest im wesentlichen identische Größen aufweisen, also allen falls nichtsignifikante Größenabweichungen besitzen.It is preferred if the cells are of different types least have essentially identical sizes, ie all if there are non-significant size deviations.
Die Anschlüsse werden bevorzugt zumindest einen der Anschlüs se Versorgungsspannung und/oder Masse, und/oder zumindest ei ne Zell-Ein- und/oder Ausgabeleitung umfassen, wobei es ins besondere möglich ist, daß die Zell-Ein- und/oder Ausgabelei tung einen Teil eines Ein- und/oder Ausgabebusses darstellt und/oder eine Taktleitung umfaßt. In diesem Fall werden die für jeweilige Bits vorgesehen Zu- und/oder Ableitungen an je weils hinreichend korrespondierenden Stellen längs der Zell wand angeordnet sein. Dies ermöglicht es, daß zwei oder mehr voneinander unabhängige Busse an die Zelle herangeführt wer den und/oder durch diese hindurch laufen, ohne daß Signal transferprobleme relevant werden.The connections are preferably at least one of the connections se supply voltage and / or ground, and / or at least one ne include cell input and / or output line, it ins It is particularly possible that the cell input and / or output device forms part of an input and / or output bus and / or a clock line. In this case, the for each bit provided feeds and / or derivatives on each because there are enough corresponding places along the cell be arranged on the wall. This allows two or more independent buses brought to the cell run through and / or through it without any signal transfer problems become relevant.
Es ist bevorzugt, zumindest einige der Zellanschlüsse am Zellrand anzuordnen. Dies erlaubt eine kachelartige Nebenein anderordnung der Bauelemente, was herstellungstechnisch gün stig ist. Die kachelartige Nebeneinanderordnung wird bevor zugt ohne Überlappung der Einzelelemente erreicht, was das Layout weiter vereinfacht. Die Anschlüsse sind dabei voll ständig bis zum Rand geführt, so daß auf der Maske Anschlüsse benachbarter Zellen aneinander stoßen und im integrierten Schaltkreis ineinander übergehen. It is preferred to attach at least some of the cell connectors Arrange cell edge. This allows a tile-like coexistence rearranging the components, which is technically good is stig. The tile-like juxtaposition is before moves without overlapping the individual elements achieved what that Layout further simplified. The connections are full constantly led to the edge, so that connections on the mask adjoin neighboring cells and in the integrated Merge circuit into one another.
Alternativ und/oder zusätzlich können zumindest einige der Zellanschlüsse auf der Zellober- und/oder Unterseite angeord net sein. Dies erlaubt es, zumindest zwei Lagen Zellen über einander vorzusehen. Bei einer Zellstruktur gemäß DE 44 16 881 können insbesondere die Rechenwerke wie Multiplizierer, Addierer usw. in einer ersten Lage und die damit verbundenen Steuerautomaten, d. h. Statemachines, in der zweiten Lage an geordnet werden.Alternatively and / or additionally, at least some of the Cell connections arranged on the top and / or bottom of the cell be nice. This allows at least two layers of cells over to provide each other. With a cell structure according to DE 44 16 881 can in particular the arithmetic units such as multipliers, Adders etc. in a first position and the associated Tax machines, d. H. Statemachines, in the second position be ordered.
Die Erfindung wird im folgenden nur beispielsweise anhand der Zeichnung erläutert. In dieser zeigt:The invention is described below only by way of example Drawing explained. In this shows:
Fig. 1 einen integrierten Schaltkreis der vorliegenden Erfindung; Fig. 1 shows an integrated circuit of the present invention;
Fig. 2 einen Ausschnitt aus dem integrierten Schaltkreis mit einer einzelnen Zellen; Figure 2 is a detail of the integrated circuit with a single cell.
Fig. 3 verschiedene Zellen des erfindungsgemäßen inte grierten Schaltkreises mit jeweiligen logischen Elementen. Fig. 3 different cells of the inte grated circuit according to the invention with respective logical elements.
Nach Fig. 1 umfaßt ein allgemein mit 1 bezeichneter inte grierter Schaltkreis 1 eine Reihe unterschiedlicher Arten von Zellen 2a-2e mit jeweiligen logischen Elementen 3a-3e. Die einzelnen Zellen sind voneinander abgegrenzt, wie durch Grenzlinien 4 veranschaulicht. An den Zellen sind Anschlüsse 5a-5d vorgesehen, die die Zellen 2a-2e über die Grenzlinien hinweg mit den jeweiligen Nachbarzellen bzw. nach außen ver binden.According to Fig. 1, a 1 generally designated inte grated circuit 1 a number of different types of cells 2 comprises a- 2 e with respective logic elements 3 a- 3 e. The individual cells are delimited from one another, as illustrated by boundary lines 4 . Connections 5 a - 5 d are provided on the cells, which connect cells 2 a - 2 e across the boundary lines to the respective neighboring cells or to the outside.
Bei den Zellen 2a handelt es sich um Speicherzellen 2a, die für die wahlfreie Speicherung von Daten, d. h. für Lese- und/oder Schreiboperationen ausgelegt sind. Bei der Zelle 2b handelt es sich um eine I/O-Zelle 2b, d. h. um eine Eingabe- Ausgabe-Einheit-Zelle 2b. Die I/O-Zelle 2b ist dazu ausgebildet, eine Ein- und/oder Ausgabe zu einem oder mehreren Peri pheriegeräten wie einer Maus, einem Trackball, einem Touch pad, einem Drucker, einem Modem, einer Kamera, einem Anzeige gerät und/oder einer Grafikkarte vorzusehen. Bei den Zellen 2c handelt es sich um Floating-Point-Unit-Zellen 2c, d. h. Gleitkomma-Einheit-Zellen 2c, die dazu ausgebildet sind, Gleitkomma-Rechenoperationen auf Daten durchzuführen, die Gleitkomma-Zahlen repräsentieren. Bei den Zellen 2d handelt es sich um Rechenwerk-Zellen 2d, die dazu ausgelegt sind, lo gische Operationen sowie arithmetische Operationen auf Daten durchzuführen, die logische Operanden bzw. ganze Zahlen re präsentieren. Bei den Zellen 2e handelt es sich um multipli zierende Zellen 2e, die Zahlen repräsentierende Daten multi plikativ miteinander verknüpfen.The cells 2 a are memory cells 2 a which are designed for the optional storage of data, ie for reading and / or writing operations. Cell 2 b is an I / O cell 2 b, ie an input / output unit cell 2 b. The I / O cell 2 b is designed to input and / or output to one or more peripheral devices such as a mouse, a trackball, a touch pad, a printer, a modem, a camera, a display device and / or a graphics card. The cells 2 c are floating point unit cells 2 c, ie floating point unit cells 2 c, which are designed to perform floating point arithmetic operations on data which represent floating point numbers. The cells 2 d are arithmetic unit cells 2 d which are designed to carry out logical operations and arithmetic operations on data which present logical operands or integers re. The cells 2 e are multiplying cells 2 e, which multiplicatively link data representing numbers.
Jede der Zellen 2a bis 2e ist aus einer Vielzahl von Gattern (nicht gezeigt) in per se bekannter Weise aufgebaut. Diese Gatter bilden die logischen Elemente 3a-3e der Zellen. Von den Gattern sind zumindest einige in jeder Zelle während der Laufzeit programmierbar, um eine jeweils erforderliche Aufga be mit der Zelle ausführen zu können.Each of the cells 2 a to 2 e is made up of a plurality of gates (not shown) in a manner known per se. These gates form the logic elements 3 a - 3 e of the cells. At least some of the gates are programmable in each cell during the runtime in order to be able to perform a required task with the cell.
Die Grenzlinien 4 zwischen den Zellen müssen nicht durch eine reale Struktur implementiert sein. Vielmehr können sie durch einen zwischen den eng beieinander liegenden Gattern und an deren Bestandteilen der Zellen 2a bis 2e angeordneten und nur von den Leitungen der Anschlüsse 5 durchquerten Freiraum de finiert sein, der bei einem guten Entwurf eine allenfalls ge ringe Ausdehnung besitzt. Dabei können die gegebenenfalls nur gedachten Grenzlinien 4 so angeordnet werden, daß die einzel nen Zellen 2a bis 2e zumindest im wesentlichen identische Größen besitzen. Die Grenzlinien 4 bilden dabei ein die jeweilige Zelle 2 umschreibendes Viereck 6, welches Seiten 4a- 4d aufweist, vgl. Fig. 2.The boundary lines 4 between the cells do not have to be implemented by a real structure. Rather, they can be defined by a gap between the closely spaced gates and on their components of the cells 2 a to 2 e and only crossed by the lines of the connections 5 , which, with a good design, may have a slight expansion. The possibly only imaginary boundary lines 4 can be arranged so that the individual cells 2 a to 2 e have at least substantially identical sizes. The boundary lines 4 form a rectangle 6 circumscribing the respective cell 2 , which has sides 4a-4d, cf. Fig. 2.
Nach den Fig. 2 und 3 sind an jeder der Seiten 4a bis 4d An schlüsse 5a-5d vorgesehen, die die Zellen 2a-2e an mit den jeweiligen Nachbarzellen verbinden bzw. vom integrierten Schaltkreis nach außen führen und/oder an den Außenseiten der Außenzellen des integrierten Schaltkreises 1 auf geeignete Weise abgeschlossen sind.According to FIGS. 2 and 3 on each of the sides 4a to 4d on connections 5 a-5 d provided that the cells 2 a- 2 e with the respective neighboring cells, or lead connect from the integrated circuit to the outside and / or the outside of the outer cells of the integrated circuit 1 are completed in a suitable manner.
Anschluß 5a stellt einen aus Eingangsleitungen 7a und Aus gangsleitungen 7b bestehenden Busanschluß 5a dar. Anschluß 5c stellt einen aus Eingangsleitungen 8b und Ausgangsleitungen 8a bestehenden Busanschluß 5c dar. Im Inneren der Zelle 2d sind Schalter vorgesehen, um wahlweise Daten von den Ein gangsleitungen 7a des Busanschlusses 5a zu den Ausgangslei tungen 8a des Busanschlusses 5c zu übertragen und/oder andere Daten mit gleichem Datenformat an die Ausgangsleitungen 8a zu übertragen. Es ist somit ein interner Bus 9 vorgesehen. Die Eingangsleitungen 7a und die Ausgangsleitungen 8a sind bis unmittelbar an den durch die Grenzlinie 4a bzw 4c definierten Zellrand geführt. Die Eingangsleitungen 7a liegen dabei zu gleich so genau gegenüber den jeweiligen Ausgangsleitungen 8a, daß bei Nebeneinanderanordnung zweier Zellen Ausgangslei tungen 8a der ersten Zelle mit Eingangsleitungen 7a der zwei ten Zelle in elektrisch leitender Verbindung stehen.Terminal 5 a represents a from input lines 7a and off output lines 7 b existing bus connection 5 a represents. Terminal 5 c represents a from input lines 8 b and the output lines 8 a existing bus connection 5 c. In the interior of the cell 2 switch d are provided to optionally to transfer data from the input lines 7 a of the bus connection 5 a to the output lines 8 a of the bus connection 5 c and / or to transmit other data with the same data format to the output lines 8 a. An internal bus 9 is thus provided. The input lines 7 a and the output lines 8 a are led directly to the cell edge defined by the boundary line 4 a or 4 c. The input lines 7 a are equal to the respective output lines 8 a that lines 8 a of the first cell with input lines 7 a of the second cell are in electrically conductive connection when two cells are arranged side by side.
In entsprechender Weise sind am Anschluß 5a noch Ausgangslei tungen 7b vorgesehen, die mit Eingangsleitungen 8b des An schlusses 5c korrespondieren wie zuvor für das Ein/Ausgangs leitungspaar 7a, 8a erläutert. Weiter korrespondieren die an der Seite 4b vorgesehenen Ein- und Ausgangsleitungen des Anschlußes 5b mit Ausgangs- und Eingangsleitungen des Anschlus ses 5d der Seite 4d.In a corresponding manner, output lines 7 b are provided at connection 5 a, which correspond to input lines 8 b of connection 5 c as previously explained for the input / output line pair 7 a, 8 a. Further, provided on the side 4b of input and output lines correspond to the terminal 5 b with output and input lines of the Anschlus ses 5 d of the side 4d.
Im Inneren der Zelle 2d sind ein Rechenwerk 10 für die Ver knüpfung von auf den Eingangsleitungen der Anschlüsse 5 ein laufenden Daten sowie ein zugehöriger Steuerautomat 11 und eine Reihe interner Verbindungen 12a bis 12c zwischen diesen untereinander und zur Verbindung derselben mit dem Bus 9 in per se bekannter Weise vorgesehen.Inside the cell 2 d are an arithmetic unit 10 for linking data running on the input lines of the connections 5 and an associated automatic control unit 11 and a series of internal connections 12 a to 12 c between them and for connecting the same to the bus 9 provided in a manner known per se.
Nach Fig. 3 weisen die Zellen 2a bis 2e der verschiedenen Zellarten identische Größen auf wie durch die identische Grö ße der die Zelle umschreibenden Grenzlinien 4 veranschau licht. Die Anschlussleitungen 5 aller Zellen 2a bis 2e sind jeweils bis an die Zellgrenze 4 herangeführt, wo sie an den jeweils gleichen Positionen liegen. Die interne Verbindungen zwischen den Anschlüssen 5 an einer Zelle 2 untereinander und zu den in der Zelle vorgesehenen logischen Elementen kann da bei von Zelle zu Zelle variieren.According to FIG. 3, the cells 2 a to 2 e of the different cell types have identical sizes as illustrated by the identical size of the boundary lines 4 circumscribing the cell. The connecting lines 5 of all cells 2 a to 2 e are each brought up to the cell boundary 4 , where they are in the same positions. The internal connections between the connections 5 on a cell 2 to one another and to the logical elements provided in the cell can vary from cell to cell.
Der integrierte Schaltkreis der vorliegenden Erfindung wird hergestellt wie folgt:The integrated circuit of the present invention is manufactured as follows:
Zunächst werden die für einen spezifischen Anwendefall erfor derlichen Speicherkapazitäten, Rechenleistungen, Ein-Ausgabe- Anforderungen usw. des integrierten Schaltkreises 1 bestimmt. Dann wird ermittelt, mit welchen Schaltungen wie Speicher-, Floating-Point-Rechenwerk-, Integer-Rechenwerk-, Addierer-, Multiplizierer-, Verschlüsselungswerk-, Verbindungs-, Ein- und/oder Ausgabeschaltungen usw. diese Funktionen realisier bar sind. Diese Schaltungen werden nun blockweise zusammenge faßt, um jeweilige Zellarten zu definieren, z. B. RAM-Zellen (Speicherzelle für wahlfreien Zugriff), I/O-Zellen, Floating- Point-Unit-Zellen, Rechenwerk-Zellen, multiplizierende Zellen usw. Gegebenenfalls wird dabei geprüft, ob diese Funktionen schon für früher hergestellte integrierte Schaltkreise be reitgestellt wurden. Es wird dabei versucht, die gewünschten Funktionen so auf unterschiedliche Zellarten zu verteilen, daß alle Zellarten eine zumindest näherungsweise einen glei chen Flächenbedarf aufweisen. Die Zellart mit dem höchsten Flächenbedarf bestimmt dabei die Größe aller Zellarten.First, the memory capacities, computing power, input-output requirements, etc. of the integrated circuit 1 required for a specific application are determined. Then it is determined with which circuits such as memory, floating point arithmetic, integer arithmetic, adder, multiplier, encryption, connection, input and / or output circuits etc. these functions can be implemented. These circuits are now summarized in blocks to define respective cell types, e.g. B. RAM cells (memory cell for random access), I / O cells, floating point unit cells, arithmetic unit cells, multiplying cells, etc. If necessary, it is checked whether these functions are already provided for previously manufactured integrated circuits were. An attempt is made to distribute the desired functions over different cell types in such a way that all cell types have an at least approximately a same area requirement. The cell type with the highest space requirement determines the size of all cell types.
Nach der Funktionsaufteilung auf verschiedene Zellarten 2a bis 2e werden die zwischen den Zellen benötigten Anschlußlei tungen 5 bestimmt. Dann wird eine räumliche Anordnung der An schlußleitungen 5 an den Zellen festgelegt. Die Zellen der jeweiligen Zellarten 2a bis 2e werden dann jeweils entworfen, ohne daß eine weitere Beeinflussung durch den Entwurf der an deren Zellarten erfolgt. Dabei werden vom Inneren der Zellen 2 Leitungsanschlüsse 5 bis an den Zellrand 4 gelegt. Von den in den verschiedenen Zellarten vorgesehenen Gattern werden dabei zumindest einige in jeder Zelle so entworfen, daß sie während der Laufzeit programmierbar sind, um eine jeweils er forderliche Aufgabe mit der Zelle ausführen zu können. Dies ist dann der Fall, wenn die Verbindungsstruktur veränderbar ist, d. h. die ausgewerteten Anschlüsse und/oder die Funktion eines Rechenwerkes usw. verändert werden kann.After the division of functions into different cell types 2 a to 2 e, the connecting lines 5 required between the cells are determined. Then a spatial arrangement of the connection lines 5 to the cells is determined. The cells of the respective cell types 2 a to 2 e are then designed in each case without being influenced by the design of the other cell types. In this case, 2 line connections 5 are placed from the inside of the cells to the cell edge 4 . Of the gates provided in the various cell types, at least some are designed in each cell so that they are programmable during runtime in order to be able to perform a task with the cell that is required in each case. This is the case if the connection structure can be changed, ie the evaluated connections and / or the function of an arithmetic unit etc. can be changed.
Dies geschieht für alle Zellarten nacheinander, sofern nicht auf Entwürfe für früher hergestellte integrierte Schaltkreise zurückgegriffen werden kann. Stellt sich dabei heraus, daß der Platzbedarf für die größte Zellart nicht ausreicht, kön nen alle Zellen einfach dadurch vergrößert werden, daß die Anschlußleitungen 5 entsprechend verlängert werden. Dies er möglicht es insbesondere, in großen Gruppen einen parallelen Entwurf aller Zellarten gleichzeitig vorzunehmen. This happens for all cell types one after the other, unless designs for previously manufactured integrated circuits can be used. If it turns out that the space required for the largest cell type is not sufficient, all cells can be enlarged simply by extending the connecting lines 5 accordingly. In particular, this enables large groups to design all cell types simultaneously.
Es wird dann die Funktionsfähigkeit jeder einzelnen Zellart für sich überprüft, ohne daß die Funktionsfähigkeit anderer Zellarten gleichzeitig mitgeprüft werden müßte. Dies verrin gert den Gesamtrechenaufwand für die Überprüfung des inte grierten Schaltkreises wesentlich und ermöglicht so den ein fachen Entwurf hochkomplexer Schaltkreise aus sich regulär wiederholenden, selbst komplexen Einheiten.It then becomes the functionality of each individual cell type checked for itself without the functionality of others Cell types should be checked at the same time. Reduce this the total computing effort for checking the inte Integrated circuit essential and thus enables one design of highly complex circuits is inherently regular repeating, even complex units.
Nach Abschluß des Entwurfes der letzten fertigzustellenden Zellart wird ein Gesamtentwurf erstellt, bei dem die ver schiedenen Zellarten so nebeneinander plaziert werden, daß die entsprechenden Ein- und Ausgangsleitungen in elektrisch leitende Verbindung stehen. Danach werden erforderlichenfalls die elektrischen Verbindungen zwischen den Zellen überprüft. Auch hierfür ist der Überprüfungsaufwand sehr gering.After the draft of the last to be completed An overall design is drawn up in which the ver different cell types are placed side by side so that the corresponding input and output lines in electrical conductive connection. After that, if necessary checked the electrical connections between the cells. The review effort for this is also very low.
Erforderlichenfalls werden weitere, sich nicht wiederholende Einheiten vorgesehen, wie Überspannungsschutzschaltungen. Die seals, d. h. Chipabschlüsse, Leitungsabschlüsse für am Schalt kreisrand liegende Anschlussleitungen, Teststrukturen usw. So kann für einen tatsächlichen Entwurf einer Schaltung nach DE 44 16 881 C2 ein einzelner Konfigurationsmanager vorgesehen werden, der eine von den anderen Zellarten abweichende An schlussleitungsanordnung besitzt.If necessary, further, non-repetitive Units are provided, such as surge protection circuits. The seals, d. H. Chip terminations, line terminations for on the switch connecting lines, test structures, etc. located at the edge of a circle can for an actual design of a circuit according to DE 44 16 881 C2 a single configuration manager is provided the one that differs from the other cell types has circuit arrangement.
Auf diese Weise kann ein integrierter Schaltkreis für einen spezifischen Zweck in sehr kurzer Zeit entworfen und zur Her stellung gegeben werden. Die Herstellung selbst erfolgt dann auf konventionelle Weise.In this way, an integrated circuit for one specific purpose designed in a very short time and forth position will be given. The production itself then takes place in a conventional way.
Es sei darauf hingewiesen, daß neben oder anstelle der in den Fig. 1 und 3 gezeigten Zellarten auch andere verwendbar sind. It should be noted that in addition to or instead of the cell types shown in FIGS . 1 and 3, others can also be used.
Beispielsweise ist es möglich, anstelle von zwei verschiede nen Zellarten, von denen die erste Gleitkomma-Operationen und die zweite arithmetische Verknüpfungen ganzer Zahlen durch führt, lediglich eine einzige Zellart zur Implementierung dieser Funktionen vorzusehen, mit der beide Operationsarten ausgeführt werden können.For example, it is possible to use two different ones instead cell types, the first of which are floating point operations and the second arithmetic operation of integers leads to implementation, just a single cell type to provide these functions with both types of operations can be executed.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Zellen nicht zwingend viereckig ausgebildet werden müssen. Insbesondere sind andere Ausgestaltungen anderen Zellformen verwendbar, welche eine überdeckende Neben- bzw. Übereinander-Anordnung erlauben. So ist die Verwendung sechs- oder dreieckiger Zellen denkbar. Weiter ist es denkbar, zwei oder mehr Zellformen zu mischen, z. B. Dreiecke mit Trapezen. Es werden dann die Anschlüsse an den Zellgrenzen für alle Zellformen so positioniert, daß eine nachbarschaftliche Anordnung der verschiedenen Zellformen wie gewünscht möglich wird. Auch damit liegen also die Anschlüsse an zumindest im wesentlichen übereinstimmenden Positionen der Zelle, um so die erfindungsgemäße Zellartendurchmischung bei der benachbarten Anordnung der Zellen zu ermöglichen.It should be noted that the cells are not mandatory must be square. In particular, there are others Other cell forms can be used, which one Allow overlapping or side-by-side arrangement. So the use of hexagonal or triangular cells is conceivable. It is also conceivable to mix two or more cell forms, z. B. Triangles with trapezoids. Then the connections are on the cell boundaries for all cell forms so that a neighborly arrangement of different cell forms like desired is possible. So the connections are also there at at least substantially identical positions of the Cell, so as to contribute to the mixing of cell types according to the invention to allow the adjacent arrangement of the cells.
Es sei darauf hingewiesen, daß die korrespondierenden Ein- und Ausgangsleitungen auf benachbarten Seiten der Zellen nicht zwingend über eine Busstruktur verbunden werden müssen. So ist es insbesondere möglich, andere als die auf der einen Seite eingespeisten Daten auf der gegenüberliegenden auszuge ben. Die Daten können z. B. durch das Rechenwerk verändert werden. It should be noted that the corresponding inputs and output lines on adjacent sides of the cells do not necessarily have to be connected via a bus structure. So in particular it is possible to use other than the one Data fed in on the opposite page ben. The data can e.g. B. changed by the calculator become.
11
integrierter Schaltkreis
integrated circuit
22
Zellenarten
cell types
22
a RAM-Zelle (Speicherzelle für wahlfreien Zugriff)
a RAM cell (memory cell for random access)
22
b I/O-Zelle (Eingabe-Ausgabe-Einheit-Zelle)
b I / O cell (input-output unit cell)
22
c Floating-Point-Unit-Zelle (Gleitkomma-Einheit-Zelle)
c Floating point unit cell (floating point unit cell)
22
d Rechenwerk-Zelle (ALU)
d calculator cell (ALU)
22
e Multiplizierende Zelle
e Multiplying cell
33
logische Elemente der Zellen logical elements of the cells
22
a-a-
22
e
e
44
Zellgrenze
4a, b, c, d Seiten der Zelle
cell border
4a, b, c, d sides of the cell
55
Anschlüsse an den Zellen Connections to the cells
22
5a, b, c, d Busanschlüsse an den Seiten
5a, b, c, d bus connections on the sides
66
umschreibendes Viereck circumscribing square
66
77
a Eingangsleitungen am Busanschluß a Input lines on the bus connection
55
a
a
88th
a Ausgangsleitungen am Busanschluß a Output lines on the bus connection
55
c
c
99
interner Bus
internal bus
1010
Rechenwerk der Zelle Calculator of the cell
22
d
d
1111
Steuerautomat Machine control
1111
der Zelle the cell
22
d
d
1212
interne Verbindungen in Zelle internal connections in cell
22
d
d
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