[发明专利]应用于结构式特定用途集成电路的电源架构

说明书

技术领域

本发明涉及结构式特定用途集成电路(structural application-specificintegrated circuit，简称为structural ASIC)，且特别涉及一种应用于结构式特定用途集成电路的电源架构。

背景技术

一般的特定用途集成电路(ASIC)没有固定结构，每一个层面(layer)的掩模(mask)都能任意设计，结构式特定用途集成电路则不同。图1绘示一个传统结构式特定用途集成电路100的部分结构。图1下方有一个金属氧化物半导体场效晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor，简称MOS晶体管)，包括P型基板(substrate)105、N型阱(N-well)103、104、以及栅极(gate)的绝缘层102。上方有三个金属层121-123经由接触窗(contact)111连接MOS晶体管。

结构式特定用途集成电路的特色是有些层面固定不能改变，而其他层面可供用户自行设计或变更。例如结构式特定用途集成电路100，其金属层123之下的所有层面固定不变，而金属层123以上，连同金属层123本身的所有层面可以自由设计。在结构式特定用途集成电路中，可自由设计的层面称为可编程(programmable)，而不可变动的层面称为非可编程。

用户可以用非可编程的部分为基础，设计自己的产品，以节省一部分成本，尤其是最底层的掩模，通常最复杂也最昂贵。理想状况下，用户自己加上少数几层掩模，就能得到完整电路。以图1的结构式特定用途集成电路100为例，最下层可以是MOS晶体管，然后用金属层121及122连接MOS晶体管，组成电路单元(cell)，这些电路单元是非可编程。然后，用户可以用123以上的可编程金属层连接电路单元，组合出自己需要的功能。如今市面上的金属可编程单元阵列(metal programmable cell array，简称MPCA)就是类似的一种结构式特定用途集成电路。

所有电路都需要电源线与接地线，在传统的结构式特定用途集成电路中，无论可编程或非可编程的金属层都采用如图2的设计。图2绘示一个典型的电路单元201以及其中的电源线202与接地线203。电源线202与接地线203为多个电路单元所共用，因此采用贯穿式设计，一路通过许多电路单元。问题在于贯穿式的电源线和接地线占用不少宝贵的面积，尤其是在可编程的层面。为了节省掩模费用，用户自然希望可编程的层面越少越好。为达到此目的，必须简化可编程层面的布线(routing)，减少导线总面积是一种做法。在这个要求下，贯穿式的电源线和接地线成为简化布线的阻碍。

发明内容

本发明提供一种应用于结构式特定用途集成电路的电源架构，以减少电源线与接地线占用的面积，简化电路单元的布线。

本发明提出一种电源架构，应用于结构式特定用途集成电路。此电源架构包括第一导体以及第二导体。第一导体耦接于固定电压，至少通过电路单元的两个边缘。第二导体与第一导体经由接触窗互相连接。第二导体最多通过上述电路单元的一个边缘。上述结构式特定用途集成电路包括第一金属层以及第二金属层，第一金属层包括第一导体，第二金属层包括第二导体。

在本发明的一实施例中，上述的固定电压可为电源电压、参考电压、或接地电压。

在本发明的一实施例中，上述的第二导体只通过电路单元的一个边缘，而且不通过电路单元的其他边缘。

在本发明的一实施例中，上述的第二导体在电路单元内部，不通过电路单元的任何一个边缘。

在本发明的一实施例中，上述的第一金属层为非可编程金属层。而第二金属层可为可编程金属层或非可编程金属层。

本发明仅保留一个金属层的电源线和接地线为贯穿式设计，将其他金属层的电源线和接地线改为非贯穿式设计，因此可以减少电源线和接地线占用的面积，进而简化电路单元布线。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是已知的一种结构式特定用途集成电路的结构示意图。

图2是已知的电路单元的电源线以及接地线的示意图。

图3是依照本发明一实施例的应用于结构式特定用途集成电路的电源架构的电源线与接地线的示意图。

图4A是已知的电路单元的布线示意图。

图4B是依照本发明一实施例的电路单元的布线示意图。

附图标记说明

100：结构式特定用途集成电路    102：绝缘层