Brevet FR2868222A1 — publié le 20050930

Circuit intégré comprenant une partie de coeur et une partie périphérique formée sur plusieurs rangées. L'invention concerne les circuits intégrés pourvus d'une partie de coeur, dans laquelle est réalisé l'essentiel de la fonction que doit remplir le circuit intégré et d'une partie périphérique formant un interface avec d'autres éléments électroniques. L'invention concerne plus particulièrement l'architecture de la partie périphérique. À titre d'exemple, le document EP-A-1 330 033 (STMicroelectronics) décrit un dispositif comprenant une partie de coeur, entouré d'une pluralité de blocs d'entrées-sorties, chacun pourvu d'un plot d'entrées-sorties situé à l'opposé de la partie de coeur. Or, la largeur de gravure des circuits intégrés a tendance à se réduire, ce qui conduit à une diminution de la taille de la partie de coeur et donc à une diminution de la longueur de sa périphérie autour de laquelle sont disposées les entrées-sorties. On pourrait donc envisager de réaliser des entrées-sorties allongées et plus étroites pour conserver le même nombre d'entrées-sorties autour d'une partie de coeur. Toutefois, de telles entrées-sorties risqueraient de présenter une résistivité trop élevée et de poser des difficultés en termes de routage du signal. On connaît aussi par le document US 2003/0215982A1, un dispositif semiconducteur comprenant une rangée de d'entrées-sorties composée de plots et d'éléments tampon associés. Les éléments tampons et les plots sont disposés en alternant un plot et un élément tampon le long de la partie de coeur. Selon une variante, les éléments tampons sont présentés sur une rangée, tandis que les plots sont organisés sur deux rangées parallèles. Cependant tous les plots des deux rangées sont connectés aux éléments tampons de la seule ligne d'éléments tampon. Le gain du nombre d'entréessorties est donc très limité. L'invention vise à remédier à ces difficultés. 2868222 2 L'invention propose une architecture d'entrées-sorties adaptée à de petites largeurs de gravure et permettant de conserver les performances des entrées-sorties avec des parties de coeur de dimensions réduites. Le circuit intégré, selon un aspect de l'invention, comprend une partie de coeur et une partie périphérique. La partie périphérique comprend des plots et des éléments tampon reliés électriquement aux plots. Les éléments tampon sont disposés en au moins deux rangées sur une fraction d'au moins un bord de la partie de coeur, parallèlement audit bord de la partie de coeur et entre lesquelles s'intercale au moins une rangée de plots. On peut ainsi disposer un grand nombre d'éléments tampon le long d'une partie de coeur de taille réduite. En outre, les éléments tampon peuvent présenter une résistivité faible de par leurs dimensions relativement courtes perpendiculairement aux bords de la partie de coeur. L'invention permet d'augmenter le nombre de plots d'entrées/sorties sur un côté du circuit sans augmenter la taille du circuit ni réduire la largeur des plots. Dans un mode de réalisation de l'invention, les plots sont disposés sur deux rangées parallèles sur ledit bord de la partie de coeur. On peut prévoir de disposer deux rangées de plots entre deux rangées d'éléments tampon. On peut également prévoir de disposer au moins une rangée d'éléments tampon entre deux rangées de plots, voire deux rangées d'éléments tampon entre deux rangées de plots. Avantageusement, au moins un élément tampon appartenant à une rangée d'éléments tampon proche du bord de la partie de coeur et au moins un élément tampon appartenant à une rangée d'éléments tampon distante du bord de la partie de coeur, sont alignés dans le sens perpendiculaire audit bord. Alternativement, on peut prévoir de réaliser des éléments tampon décalés d'une rangée par rapport à l'autre. Avantageusement, les plots sont également alignés. Dans un mode de réalisation de l'invention, les éléments tampon sont reliés électriquement entre eux. La liaison électrique peut 2868222 3 être assurée par des rails d'alimentation parallèles au bord de la partie de coeur. Dans un mode de réalisation de l'invention, le circuit comprend des lignes d'alimentation disposées au-dessus des éléments tampon et perpendiculairement au bord de la partie de coeur. Avantageusement, au moins un élément tampon, distant du bord de la partie de coeur, est relié à ladite partie de coeur par une liaison disposée entre deux éléments tampon proches du bord de la partie de coeur. Ladite liaison peut comprendre une portion perpendiculaire audit bord s'étendant entre lesdits deux éléments tampon proches du bord de la partie de coeur et une deuxième portion perpendiculaire à la première portion disposée à l'extrémité de la première portion distante du bord de la partie de coeur et s'étendant sur une longueur de l'ordre de la moitié de la largeur d'un élément tampon, en considérant que la largeur de l'élément tampon est parallèle au bord de la partie de coeur. En d'autres termes, le circuit intégré comprend au moins deux rangées de sous-ensembles comportant chacun un plot et un élément tampon sur un ou plusieurs bords de la partie de coeur. Dans le cas général, on prévoira une rangée de sous-ensembles proche de la partie de coeur avec l'élément tampon proche de la partie de coeur et le plot distant. Une rangée distante de la partie de coeur est réalisée de façon semblable. Au moins un plot peut être disposé au-dessus d'un élément tampon. Pour des raisons de simplicité de conception, on choisira de réaliser des plots de dimensions identiques et des éléments tampon de dimensions identiques. De tels circuits sont particulièrement bien adaptés pour être réalisés avec des technologies de gravure avancées de très faible largeur, par exemple de 0,12 m ou encore de 0,09 m, par exemple en technologie CMOS. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels -la figure 1 est une vue schématique d'un circuit intégré selon un aspect de l'invention; -la figure 2 est une vue de détail de la figure 1; - la figure 3 montre une variante de la figure 1; -la figure 4 est une vue schématique d'un circuit selon un autre aspect de l'invention; et - 1es figures 5 à 7 montrent des variantes de la figure 1. Comme on peut le voir sur la figure 1, un circuit intégré 1 comprend une partie de coeur 2 de forme rectangulaire, et une partie périphérique 3 disposée sur les quatre côtés de la partie de coeur 2. Toutefois, pour des raisons de simplicité du dessin, seule une partie de la partie périphérique 3, adjacente à un côté de la partie de coeur 2, a été représentée. Les parties non représentées de la partie périphérique 3 seront de structure identique et comprendront un nombre d'éléments adapté à la longueur des autres côtés de la partie de coeur 2. De façon générale, la partie périphérique comprend des blocs d'entréessorties pourvus de plots de connexion et d'éléments tampon qui peuvent être équipés de diodes de protection, d'inverseurs, d'amplificateurs, etc. Des lignes de connexion sont également prévues dans les blocs d'entréessorties pour permettre d'amener les alimentations et les signaux à la partie de coeur 2. Comme on peut le voir sur la figure 1, la partie périphérique 3 comprend huit blocs d'entrées-sorties, référencés 4 à 11, de forme générale identique et dont la structure interne, non représentée, peut naturellement différer. Les blocs d'entrées-sorties sont disposés en deux rangées, une première rangée en contact avec la partie de coeur 2 comprenant les blocs d'entrées-sorties 4 à 7 et une deuxième rangée distante disposée derrière la première rangée vu de la partie de coeur 2 et comprenant les blocs d'entrées-sorties 8 à 11. Dans ce qui suit, seul le bloc d'entrées-sorties 4 sera décrit, les autres étant identiques. Le bloc d'entrées-sorties 4 comprend un élément tampon 4a pourvu des éléments actifs du bloc d'entrées- 2868222 5 sorties 4 et un plot de connexion 4b relié à l'élément tampon 4a. L'élément tampon 4a comprend également un bus d'entrée 4c directement relié à la partie de coeur 2. Comme les blocs d'entrées-sorties 4 à 7 sont en contact avec la partie de coeur 2, leur bus d'entrée présente une longueur très faible. Au contraire, les blocs d'entrées-sorties 8 à 11 sont distants de la partie de coeur 2, les blocs d'entrées-sorties 4 à 7 étant interposés entre lesdits blocs d'entrées-sorties 8 à 11 et ladite partie de coeur 2. Les bus d'entrées-sorties des blocs d'entrées-sorties 8 à 11, tels que le bus d'entrée 8c, sont donc relativement allongés. Le bus d'entrée 8c comprend une portion principale, de longueur légèrement supérieure aux blocs d'entrées-sorties 4 à 7, orientée perpendiculairement au bord de la partie de coeur 2 le long du bloc d'entrées-sorties 4, une portion perpendiculaire à la portion principale, de longueur sensiblement égale à la moitié de la largeur du bloc d'entrées-sorties 4 et s'étendant entre le bloc d'entrées-sorties 4 et le bloc d'entrées-sorties 8, et une courte portion parallèle à la portion principale et s'étendant à l'opposé de la portion de coeur 2 à partir de la portion perpendiculaire et rejoignant le bloc d'entrées- sorties 8. Ainsi, les blocs d'entrées-sorties 4 et 8 sont alignés, ce qui est avantageux pour la simplicité du dessin du circuit et de la fabrication. De façon générale, les bus d'entrées des blocs d'entrées-sorties distants de la partie de coeur 2 passent entre deux blocs d'entrées- sorties adjacents à la partie de coeur 2. Chaque bus d'entrée comporte une pluralité de lignes de connexion permettant l'échange d'informations entre un bloc d'entrées-sorties et la partie de coeur. En outre, on peut utiliser des blocs d'entrées-sorties prévus pour une mise en oeuvre classique à une seule rangée sans avoir à redessiner leurs parties internes mais seulement en les disposant en deux rangées. Des alimentations peuvent être prévues pour passer à travers les blocs d'entrées-sorties d'une rangée vers l'autre, en particulier sur les niveaux de métal 3 et 4, ce qui permet de passer sous les plots qui sont situés à des niveaux de métal supérieurs. Les 2868222 6 signaux peuvent être prévus pour se propager sur des lignes de connexion situées au niveau de métal 2. Les bus d'entrées peuvent en particulier être formés au niveau de métal 2. Il peut également être prévu des lignes d'alimentation parallèles au bord de la partie de coeur 2, voir les lignes Vdd, Gnd, Vdde et Gnde sur la figure 2. Les lignes Vdd, Gnd, Vdde et Gnde sont disposées au-dessus des éléments tampons 4a et 8a et sont connectées deux à deux. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 3, les références des éléments semblables aux précédents ont été conservées. Les bus d'entrées des blocs d'entrées-sorties 8 à 11 de la rangée distante de la partie de coeur 2, par exemple le bus d'entrée 8d, sont allongés droits entre l'élément tampon du bloc d'entrées-sorties considéré et la partie de coeur 2. Une telle disposition peut permettre une légère réduction de l'encombrement, en particulier de l'encombrement longitudinal, c'est-à-dire dans le sens perpendiculaire au bord de la partie de coeur 2. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 4, le circuit intégré 1 comprend une partie périphérique 3 à trois rangées de blocs d'entréessorties. La rangée proche de la partie de coeur 2 comprend les blocs d'entrées-sorties 4 à 7. La rangée intermédiaire comprend les blocs d'entrées-sorties 8 à 11 et la rangée distante de la partie de coeur 2 comprend les blocs d'entrées-sorties 12 à 15. Les blocs d'entrées- sorties 12 à 15 de la rangée distante comprennent chacun un bus d'entrée, par exemple le bus 12c qui passe le long des blocs d'entrées- sorties 8 à 11 de la rangée intermédiaire et des blocs d'entrées-sorties 4 à 7 de la rangée proche de la partie de coeur 2. Entre deux blocs d'entrées-sorties voisins de la rangée proche de la partie de coeur 2, sont disposés deux bus d'entrée, l'un appartenant à un bloc d'entrées- sorties de la rangée intermédiaire, et l'autre appartenant à un bloc d'entrées-sorties de la rangée distante. On parvient ainsi à augmenter très fortement le nombre de blocs d'entrées-sorties pour une longueur donnée de périphérie de la partie de coeur 2. Le circuit intégré 1, illustré sur la figure 5, se rapproche de celui illustré sur la figure 1, à ceci près que les blocs d'entrées-sorties 8 à 11 de la rangée distante de la partie de coeur 2 sont disposés selon une orientation opposée. En d'autres termes, le plot 8b du bloc d'entréessorties 8 est voisin du plot 4b du bloc d'entrées-sorties 4, tandis que les éléments tampon 4a et 8a sont disposés à l'opposé l'un de l'autre. On bénéficie ainsi de deux rangées de plots voisins, ce qui dans certaines applications est intéressant pour réduire la longueur des connexions, en particulier des alimentations de la rangée externe. Le bus 8e du bloc d'entrées-sorties 8 comprend une portion principale passant entre les blocs d'entrées-sorties 4 et 5 et les blocs d'entréessorties 8 et 9, une portion perpendiculaire à la précédente disposée à son extrémité opposée à la partie de coeur 2 et une courte portion parallèle à la portion principale et reliée à l'élément tampon 8a. Les bus d'entrées des blocs d'entrées-sorties 9, 10 et 11 sont semblables. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 6, la disposition des blocs d'entrées-sorties est inversée par rapport à celle illustrée sur la figure 5. En d'autres termes, les blocs d'entrées-sorties 4 à 7 de la rangée adjacente à la partie de coeur 2 comprennent des plots, par exemple le plot 4b, adjacent à ladite partie de coeur 2, et des éléments tampon, par exemple l'élément tampon 4a distant de ladite partie de coeur 2, et des bus d'entrées, par exemple le bus 4f, comprenant une portion principale s'étendant le long du bloc d'entrées-sorties 4, une portion perpendiculaire disposée entre les deux rangées de blocs d'entrées-sorties et une courte portion parallèle à la portion principale et connectée à l'élément tampon 4a. Les blocs d'entrées-sorties 8 à 11 de la rangée distante sont identiques aux blocs correspondants illustrés sur la figure 1. Les blocs d'entrées-sorties 4 et 8, 5 et 9, 6 et 10 et 7 et 11 sont alignés. Leurs bus d'entrées respectifs, par exemple le bus 4f et le bus 8c, sont parallèles sur la plus grande partie de leur longueur et sont généralement disposés entre deux blocs d'entrées-sorties, par exemple entre les blocs d'entrées-sorties 4 et 5. Un tel mode de réalisation peut s'avérer intéressant dans certaines applications, où les bus d'entrées doivent présenter des 2868222 8 longueurs sensiblement identiques et où certaines connexions peuvent éventuellement être communes. En d'autres termes, deux rangées d'éléments tampon sont disposées entre deux rangées de plots dont l'une est en contact avec la partie de coeur 2. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 7, les plots 4b, 8b sont disposés au-dessus des éléments tampon 4a, 8a, d'où un gain de place important. En effet, les plots 4b, 8b sont formés dans les niveaux d'interconnexion, au-dessus des parties actives. Les éléments tampon 4a, 8a peuvent comprendre des éléments actifs. L'invention permet de passer de façon économique à des largeurs de gravure plus fines, en évitant d'avoir à redessiner complètement les entrées-sorties. On peut se servir de sous-ensembles existants, comme les blocs d'entrées-sorties, et les disposer en plusieurs rangées, tout en conservant leurs dimensions extérieures et leurs agencements internes. On bénéficie de blocs d'entrées-sorties éprouvés dont la résistivité est faible et qui passent les signaux de façon satisfaisante. 2868222 9 REVENDICATIONS 1-Circuit (1) comprenant une partie de coeur (2) et une partie périphérique (3), la partie périphérique (3) comprenant des plots (4b) et des éléments tampon (4a) reliés électriquement aux plots (4b), caractérisé par le fait que les éléments tampon (4a, 8a) sont disposés en au moins deux rangées sur une fraction d'au moins un bord de la partie de coeur (2), parallèlement audit bord de la partie de coeur (2) et entre lesquelles s'intercale au moins une rangée de plots (4b, 8b). 2-Circuit selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les plots (4b, 8b) sont disposés sur deux rangées parallèles sur ledit bord de la partie de coeur (2). 3-Circuit selon la revendication 2, caractérisé par le fait que deux rangées de plots sont disposées entre deux rangées d'éléments tampon. 4-Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'au moins une rangée d'éléments tampon est disposée entre deux rangées de plots. 5-Circuit selon la revendication 3, caractérisé par le fait que deux rangées d'éléments tampon sont disposées entre deux rangées de plots. 6-Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'au moins un élément tampon appartenant à une rangée proche dudit bord et au moins un élément tampon appartenant à une rangée distante dudit bord, sont alignés perpendiculairement audit bord. 7-Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'au moins un élément tampon appartenant à une rangée proche dudit bord et au moins un élément tampon appartenant à une rangée distante dudit bord, sont décalés. 8-Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'au moins un plot appartenant à une rangée proche dudit bord et au moins un plot appartenant à une rangée distante dudit bord, sont alignés. 9-Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les éléments tampon sont reliés électriquement entre eux. 10-Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend des lignes d'alimentation disposées au-dessus des éléments tampon et perpendiculairement audit bord. 11-Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'au moins un élément tampon (8a) distant du bord de la partie de coeur est relié à ladite partie de coeur par une liaison (8c) disposée au moins en partie entre deux éléments tampon proches du bord de ladite partie de coeur. 12-Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'au moins un plot est placé au- dessus de l'élément tampon.