[发明专利]集成电路和产生该集成电路的布图的方法

说明书

描述了集成电路和产生该集成电路的布图的方法。该集成电路具有提供第一电压电平的第一电压供电轨、提供第二电压电平的第二电压供电轨和在至少一个操作模式期间连接到第一电压供电轨并且在功率门控操作模式期间与第一电压供电轨断开的门控电压供电轨。包括一个或多个电路元件的源电路结构提供输入信号并且在功率门控操作模式期间保持输入信号在静态值。然后提供由一个或多个电路元件组成的至少一个接收电路结构，其需要在功率门控操作模式期间接收处于静态值的输入信号。电路元件的分发网络从源电路结构发送输入值到每个接收电路结构。分发网络包括第一子组电路元件和第二子组电路元件。

技术领域

本发明涉及集成电路和产生该集成电路的布图(1ayout)的方法，并且具体地，涉及减少该集成电路内的泄漏电流的技术。

背景技术

为了减少集成电路内的动态功率消耗，所使用的一种技术是当一个或多个组件不需要时，关闭去往这些组件的时钟信号。通过关闭时钟信号，在这些组件内部不发生开关动作，并且因此动态功率消耗被减少。

然而，也可能由于泄漏电流而出现功率消耗，并且因此即使动态功率可以通过关闭去往某些组件的时钟而被减少，这些组件也可能提供泄漏电流路径，这些泄漏电流路径增加了(contribute to)集成电路的总功率消耗，并且因此增加了集成电路的总能量消耗。

为了减少泄漏电流，已知使用功率门控(power gating)技术在某些电路元件不被使用时移除去往这些电路元件的电力供应(power supply)，以避免它们增加泄漏电流。通常，每个电路元件将被连接在两条供电轨(supply rail)之间，一条供电轨提供电源电压电平而另一条供电轨提供接地电压电平。根据已知功率门控技术，提供门控供电轨，其通过电力开关连接到非门控供电轨中的一条。因此，例如，门控VDD(电源)轨可以通过将门控电源轨经由头部开关(header switch)连接到非门控VDD电源轨来提供。对于希望在功率门控操作模式期间断电的任何电路元件，这些电路元件连接在门控VDD供电轨和接地供电轨之间，而不是连接在非门控VDD供电轨和接地供电轨之间。在功率门控操作模式期间，头部开关于是被关断，使得门控电源轨与非门控电源轨断开，因此从连接到门控电源轨的任何电路元件移除电力。

作为对电源轨进行门控的替换，可以创建门控接地供电轨，其通过脚

部开关(footer switch)连接到非门控接地供电轨。将在功率门控操作模式中断电的电路元件然后被连接在非门控VDD供电轨和门控接地供电轨之间。

虽然此方法可以显著减少泄漏电流，但是可能出现的问题是：被功率门控的电路元件的输出可能易于浮动(float)，即输出电压电平转变到逻辑1(VDD)和逻辑0(接地)电平之间的点。虽然这在功率门控电路元件的输出仅由也被功率门控的其它电路元件接收的情况下未必是问题，但是如果功率门控电路元件的输出被提供为不被功率门控的另一个电路元件的输入，那么功率门控电路元件的输出的浮动性质可能导致集成电路的不正确操作。

为了解决该问题，已知提供分发网路(distribution network)来提供预定静态值作为包含功率门控电路元件的任何电路结构的输入，该功率门控电路元件的输出可以由非功率门控电路元件接收，其中预定静态值被选择成确保功率门控电路元件的输出不会不利地影响非功率门控电路元件的正确操作。在已知系统中，形成这种分发网络的电路元件在功率门控操作模式期间保持通电，以确保所需的预定静态值被提供到必要的功率门控电路元件。

已经是重大学术研究的课题的可替换功率门控方法被称为之字形(zig-zag)功率门控。根据之字形机制，不需要上述分发网络，因为之字形机制确保门控电路元件都不能使其输出处于浮动电压电平。而是，已知的休眠状态被设计用于集成电路的整个功率门控区域，其确保要被功率门控的每个电路元件接收将使其输出不浮动的输入。然后每个电路元件使其供电轨的一条由门控供电轨提供，该门控供电轨在功率门控操作模式中被关断。