[发明专利]半导体集成电路及其设计方法

说明书

本发明涉及一种半导体集成电路及其一种设计方法，更具体地说其涉及一种利用一种自动设计及布线程序将垫块宏配置于一个芯片的外围部分而将硬件宏和标准单元配置于芯片的内部的半导体集成电路，及其一种设计方法。

近年来一种利用一个具有标准高度的标准单元的自动设计方法已被广泛地应用于在一种被称为ASIC的半导体集成电路装置的设计中。由于封装标准，诸如防止闭锁破坏，静电破坏及噪声之类的措施等原因，使得输入端，输出端，输入/输出端以及与之相关的外围元件的设计比内部芯片的设计有着更多的限制。因此，在很多情况中输入和输出端被制成诸如垫块之类的硬件宏。

图1所示为一种利用上述垫块所配置的半导体集成电路装置的平面视图。芯片区被粗略的分为两部分；一个其中配置有垫块的衬垫区401及一个其中配置有其它电路的内部区402。在内部区402中，配置有诸如一个ROM，一个RAM及一个A/D转换器的硬件宏403，和一个标准单元404。在内部区402与各个垫块405之间分别配置有输入和输出接线(未示出)。

垫块405的内部如图2所示。标号501表示一个用于导线焊接的衬垫，标号502表示一个具有静电破坏保护功能的输出缓冲器/保护电路，标号503表示一条用于将衬垫501连到输出缓冲器/保护电路502的接线。标号504表示一个用于防止闭锁的护圈，标号505表示一个用于驱动输出缓冲器/保护电路502的内部电路，而标号506表示一条用于将输出缓冲器电路连到内部电路505的接线。

图3所示为垫块设计的另一个示例。其例示了其中内部电路与垫块分开的情况。标号601表示一个焊盘，标号602表示一个输出缓冲器/保护电路，标号603表示一条用于将衬垫601连到该输出缓冲器的接线。标号604表示一个用于防止闭锁的护圈，标号605表示一个其中禁止元件和其它块的设计的配置禁止区。

现在，将说明在图3中的所示的硬件宏中提供配置禁止区605的原因。在配置内部电路时，需要在护圈及缓冲器电路之间留有预定的距离以防止闭锁。在图2所示的示例中，内部电路的一部分被合并到垫块中，而在输出缓冲器电路与内部电路之间保持有一定的距离。因此，在配置集成电路芯片时不需要考虑此距离。然而另一方面，在图3所示的示例中，内部电路与垫块相互分开，因此不论哪个块与垫块相邻均需要保持距离。因此，有必要事先提供一个禁止区以配置内部电路块。

在准备好所需垫块，硬件宏和一个标准单元之后，便可以通过图4流程图所示的步骤来配置此集成电路。首先，步骤S1中，根据预期的芯片尺寸及所要使用的封装计算出衬垫最佳位置坐标。随后在步骤S2中将垫块配置在最佳位置坐标上。步骤S3中将硬件宏配置在内部电路中。在步骤S4中设置诸如电源线的特殊接线之后，步骤S5中对整个芯片执行一种自动配置布线。在布线过程中，使用了预定布线层，如X方向上的第一布线层及Y方向上的第二布线层。

图5所示为显示了一种其中内部区802被连到图2所示的垫块上的布线状态示意图。如该图所示，从内部区802中引出接线的端口和那些从其将接线引入到内部区802中的端口，不必一定与对应的垫块相邻。具体地说，当采用价格较低的芯片时，布线层被限制为两层或诸如此类以降低产品成本。由此，只允许接线穿过内部区的有限的一部分，而用于从垫块引出接线及用于将接线引入垫块中的端口有时会离对应垫块相当远。其结果是，如图5所示，有必要提供一个用于迂回内部区802与垫块801之间接线的区域。在集成电路尺寸变得越来越小，内部设计也越来越小的情况下，用于在垫块周围配置接线的区域的大小对芯片尺寸有很大的影响。考虑此因素，高效地配置垫块的外围部分便变得十分重要，而图5所示的迂回电路布线区将大大地减小芯片的面积。

图6所示为一种使用了图3所示的垫块时的设计的另一个示例。垫块901的每一个均提供有一个具有一个护圈903的配置禁止区904。在垫块901的内部配置有一个内部电路905。内部电路905通过一条接线及一个通孔连到内部区902的电路上。

图3所示类型的垫块被配置成与内部电路相互分开。因此，为了配置集成电路芯片，垫块和内部电路块应该成对的配置。因此如图6所示，可以利用内部电路块与垫块的护圈903之间的设计禁止区904来进行布线。然而在此方法中，不仅需要在内部电路905和内部区902之间提供一个布线区，而且由于需要将一个用于配置内部电路块的步骤加到一个用于所配置的垫块的步骤上，使得步骤数目有所增加。