Brevet FR2888403A1 — publié le 20070112

RESEAU D'ALIMENTATION D'UN CIRCUIT INTEGRE Domaine de l'invention La présente invention concerne un circuit intégré et plus particulièrement son réseau d'alimentation. Exposé de l'art antérieur La figure 1 est une vue schématique d'un circuit intégré 1 comprenant de façon classique un ensemble annulaire périphérique 2 constitué de blocs d'entrée/sortie. Le circuit intégré 1 comprend plusieurs blocs fonctionnels: un micro-processeur 3, une mémoire à accès aléatoire statique SRAM 4, un amplificateur 5, un circuit de boucle à verrouillage de phase PLL 6 et une mémoire à lecture seule ROM 7. Les blocs fonctionnels du circuit 1 sont reliés les uns aux autres par un ensemble de connexions dites "globales" destinées à transmettre des signaux entre les blocs tel qu'un signal d'horloge qui est fourni par le circuit PLL 6 à chacun des autres blocs fonctionnels. Par ailleurs, chaque bloc fonctionnel est éventuellement constitué de sous-blocs, représentés en pointillés dans le microprocesseur 3, reliés les uns aux autres par un ensemble de connexions propres à chaque bloc. Les blocs d'entrée/sortie de l'ensemble annulaire périphérique 2 et les blocs fonctionnels 3 à 7 sont reliés à la masse Gnd et à une tension d'alimentation VDD par un réseau d'alimentation décrit plus en détails ci- après. De façon générale, les connexions propres à chaque bloc, les connexions globales inter-blocs et le réseau d'alimen- tation font partie du réseau d'interconnexions du circuit intégré. Un tel réseau d'interconnexions est en pratique constitué de plusieurs niveaux de pistes conductrices séparés par des niveaux de vias conducteurs. Chaque niveau de pistes ou de vias, correspond à un ensemble de pistes ou de vias métal-ligues placés dans des ouvertures d'une couche isolante. Le nombre N de niveaux de pistes conductrices est variable d'un circuit intégré à l'autre. Il est fréquent de voir des circuits intégrés comprenant cinq ou six niveaux de pistes conductrices. Les connexions propres à chaque bloc du circuit intégré sont de façon générale formées dans les niveaux de pistes inférieurs, les niveaux supérieurs étant réservés au placement d'un maillage d'alimentation générale constitué d'un ensemble de rails pour partie reliés à la tension d'alimentation VDD du circuit et pour partie à la masse GND. La figure 2 est une vue schématique du maillage d'alimentation du circuit intégré 1 représenté en figure 1. Le maillage d'alimentation comprend un ensemble E1 de rails parallèles verticaux, représentés hachurés, et placés au dernier niveau de pistes N du réseau d'interconnexions du circuit intégré. Le maillage comprend en outre un ensemble E2 de rails horizontaux placés à l'avant-dernier niveau de pistes N-1. Parmi l'ensemble E1 de rails verticaux, un rail sur deux est relié à la masse GND et un rail sur deux est relié à la tension d'alimentation VDD. De même, parmi l'ensemble de rails horizontaux E2, un rail sur deux est relié à la masse GND et un rail sur deux est relié à la tension d'alimentation VDD. Les rails des ensembles E1 et E2 sont connectés les uns aux autres par un ensemble de vias conducteurs, représentés par des ronds pleins, et placés aux intersections en vue de dessus d'un rail de l'ensemble E1 et d'un rail de l'ensemble E2. Les rails des ensembles E1 et E2 reliés à la tension d'alimentation VDD sont connectés les uns aux autres et ceux reliés à la masse sont connectés les uns aux autres. Afin de diminuer le plus possible la résistivité du maillage d'alimentation, les pistes du dernier et de l'avant-dernier niveau de pistes sont généralement prévues relativement épaisses, et souvent plus épaisses que les pistes des niveaux inférieurs. De plus, les rails d'alimentation sont souvent les plus larges possibles et peu espacés. Cependant, il est parfois nécessaire de limiter l'encombrement des rails du maillage d'alimentation de façon à pouvoir glisser quelques connexions globales entre ces rails lorsque le circuit intégré est particulièrement dense ou lorsque l'on dispose d'un nombre restreint de niveaux de pistes. La façon dont les blocs fonctionnels 3 à 7 du circuit intégré sont reliés au maillage d'alimentation générale est décrite ci-après en relation avec les figures 3 et 4. La figure 3 est une vue schématique du circuit intégré représenté en figure 1 sur laquelle les blocs fonctionnels 3 à 7 sont représentés en pointillés. Chaque bloc fonctionnel comprend un ensemble de rails d'alimentation parallèles placés dans le niveau de pistes N-2 du circuit intégré. Dans cet exemple, les rails des blocs 3, 6 et 7 sont verticaux et les rails des blocs 4 et 5 sont horizontaux. Pour chaque bloc, un rail sur deux est destiné à être relié à la masse GND et un rail sur deux destiné à être relié à la tension d'alimentation VDD du circuit. De façon classique, la conception du réseau d'inter-connexions d'un circuit intégré, préalablement à la fabrication d'un jeu de masques servant à la fabrication effective du circuit intégré, est effectuée au moyen d'outils de conception assistés par ordinateur, selon le procédé suivant. On prépare chaque bloc fonctionnel. Pour ce faire, on place un ensemble de rails parallèles sur la partie supérieure du bloc dans le niveau de pistes N-2 au-dessus de l'ensemble des éléments du bloc. Un rail sur deux est destiné à être relié à la tension d'alimentation VDD et un rail sur deux destiné à être relié à la masse. Les rails d'alimentation sont ensuite reliés aux divers éléments du bloc considéré. On procède alors au routage des connexions propres à ce bloc, c'est-à-dire au placement des connexions reliant les divers éléments du bloc dans les niveaux de pistes 1 à N-3. Une fois que tous les blocs fonctionnels ont été ainsi préparés, on place les différents blocs sur la surface du circuit intégré. Le choix de l'emplacement et de l'orientation de chaque bloc est fonction, entre autres, de son encombrement et de sa forme. Dans cet exemple, les blocs 3, 6 et 7 sont "droits" et les blocs 4 et 5 sont "tournés", un bloc étant droit ou tourné selon que ses rails d'alimentation sont respectivement verticaux ou horizontaux sur la figure considérée. Une fois les blocs du circuit intégré positionnés, on place un maillage d'alimentation générale, tel que celui représenté en figure 2, au-dessus des blocs du circuit intégré. On relie alors ce maillage d'alimentation générale aux ensembles de rails d'alimentation de chacun des blocs selon le procédé décrit plus en détails ci-après. La figure 4 est une vue schématique du circuit intégré 1 précédemment décrit reprenant les éléments représentés en figure 3 et sur laquelle sont représentés l'ensemble de rails E2 du maillage d'alimentation représenté en figure 2. L'ensemble de rails du maillage d'alimentation E2 est formé dans le niveau de pistes N-1, c'est-à-dire juste au-dessus du niveau de pistes N-2 où sont placés les ensembles de rails d'alimentation des blocs 3 à 7. Par souci de clarté, l'ensemble de rails E1 placé au niveau de pistes N n'a pas été représenté. Pour chacun des blocs 3 et 7, les ensembles de rails d'alimentation sont sensiblement perpendiculaires à l'ensemble de rails E2 du maillage d'alimentation générale. Dans ce cas, il est possible de relier facilement les rails de chaque bloc à l'ensemble de rails E2 en plaçant des nias conducteurs au niveau de chaque intersection en vue de dessus d'un rail d'un bloc et d'un rail de l'ensemble E2 destinés tous deux à être reliés soit à la masse soit à la tension d'alimentation VDD. En ce qui concerne les blocs "tournés" 4 et 5, on positionne des rails complémentaires verticaux 41 et 42 respectivement sur la gauche et la droite du bloc 4 et des rails complémentaires verticaux 51 et 52 sur la gauche et la droite du bloc 5. Pour chacun des blocs 4 et 5, on prévoit des extensions horizontales d'un rail d'alimentation sur deux vers la gauche jusqu'aux rails complémentaires 41 et 51 et des extensions horizontales d'un rail d'alimentation sur deux vers la droite jusqu'aux rails complémentaires verticaux 42 et 52. On connecte ensuite les rails complémentaires verticaux 41, 42, 51, 52 à l'ensemble de rails E2 du maillage d'alimentation générale en plaçant des vias aux intersections en vue de dessus entre un rail complémentaire vertical et un rail de l'ensemble E2 destinés tous deux à être reliés soit à la masse soit à la tension d'alimentation VDD. Comme cela est visible en figure 4, les blocs fonctionnels non tournés sont reliés par un grand nombre de vias au maillage d'alimentation générale alors que les blocs tournés sont reliés par un nombre restreint de vias conducteurs au maillage d'alimentation générale. De plus, les blocs tournés 4 et 5 sont reliés au maillage d'alimentation générale par leurs extrémités ce qui a pour effet d'augmenter de façon importante la résistance du réseau d'alimentation au niveau de chacun des blocs tournés. Résumé de l'invention Un objet de la présente invention est de prévoir un circuit intégré comprenant un réseau d'alimentation faiblement résistif quel que soit le bloc considéré, tourné ou non. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un tel circuit intégré de structure simple. Pour atteindre cet objet, la présente invention prévoit un circuit intégré comprenant un ensemble de blocs fonctionnels et un réseau d'interconnexions constitué d'au moins N niveaux de pistes conductrices séparés par des niveaux de vias conducteurs, le réseau d'interconnexions incluant un réseau d'alimentation comprenant un premier ensemble de rails sensiblement parallèles placés au Nième niveau de pistes, et un second ensemble de rails sensiblement parallèles placés au (N-1)ième niveau de pistes sous le premier ensemble de rails, les rails du premier ensemble étant non parallèles à ceux du second ensemble, le réseau d'alimentation comprenant en outre pour chaque bloc fonctionnel un troisième ensemble de rails d'alimentation placés au (N-2)ième niveau de pistes au-dessus des éléments du bloc considéré, et dans lequel les rails du second ensemble font un angle aigu inférieur à 80 avec les rails de chaque troisième ensemble de rails. Selon une variante du circuit précédemment décrit, 15 ledit angle aigu est sensiblement égal à 45 . Selon une autre variante du circuit précédemment décrit, ledit angle aigu est compris entre 30 et 60 . Selon une variante du circuit susmentionné, lesdits premier et second ensembles de rails sont sensiblement perpen-20 diculaires les uns aux autres. Selon une variante du circuit précédemment décrit, pour chacun des premier, second et troisième ensembles de rails, un rail sur deux est relié à la masse et un rail sur deux est relié à une tension d'alimentation. Selon une variante du circuit précédemment décrit, un ensemble de vias conducteurs est utilisé pour connecter les troisièmes ensembles de rails de chacun des blocs audit second ensemble de rails (E10) et le second ensemble de rails au premier ensemble de rails. Selon une variante du circuit précédemment décrit, le réseau d'interconnexions comprend en outre des connexions inter-blocs placées entre lesdits premier et second ensembles de rails. Brève description des dessins Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: la figure 1 est une vue schématique, précédemment décrite, d'un circuit intégré ; la figure 2 est une vue schématique du maillage 10 d'alimentation générale du circuit intégré représenté en figure 1; la figure 3 est une vue schématique du circuit intégré représenté en figure 1 illustrant la partie du réseau d'alimentation propre à chaque bloc du circuit; la figure 4 est une vue schématique du circuit intégré représenté en figures 1 à 3 illustrant les liaisons entre le maillage d'alimentation générale du circuit et les parties du réseau d'alimentation propres à chaque bloc; la figure 5 est une vue schématique d'un circuit 20 intégré selon la présente invention illustrant son maillage d'alimentation générale; et la figure 6 est une vue schématique d'un circuit intégré selon la présente invention illustrant les liaisons entre le maillage d'alimentation générale du circuit et les parties du réseau d'alimentation propres à chaque bloc. Description détaillée Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, comme cela est habituel dans la représentation des circuits intégrés, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. Un circuit intégré selon la présente invention comprend un maillage d'alimentation générale, formé dans les deux derniers niveaux de pistes de son réseau d'interconnexions, qui est tourné par rapport au maillage d'alimentation générale d'un circuit intégré classique représenté en figure 2. La figure 5 est un schéma d'un circuit intégré 100 selon la présente invention comprenant un maillage d'alimen- tation générale "tourné". Le circuit intégré 100 a dans cet exemple une forme sensiblement rectangulaire. Le circuit intégré 100 comprend un ensemble annulaire périphérique 101 de dispositifs d'entrée/sortie et un maillage d'alimentation générale formé dans le dernier et l'avant dernier niveau de pistes du circuit intégré. Le maillage d'alimentation générale comprend un ensemble de rails parallèles E10, représentés hachurés, et placés dans le dernier niveau de pistes N du réseau d'inter-connexions du circuit intégré ainsi qu'un ensemble de rails parallèles E11 placés dans l'avant-dernier niveau de pistes N-1. Dans cet exemple de réalisation, les rails de l'ensemble E10 sont sensiblement perpendiculaires aux rails de l'ensemble E11. Les rails de l'ensemble E10 sont tournés vers la gauche et les rails de l'ensemble E11 tournés vers la droite de façon à former un angle aigu sensiblement égal à 45 avec l'arête horizontale inférieure ou supérieure du circuit intégré. Un rail sur deux de l'ensemble E10 est destiné à être relié à la masse GND et les autres rails destinés à être reliés à une tension d'alimentation VDD. De même, un rail sur deux de l'ensemble E1 est destiné à être relié à la masse GND et les autres rails destinés à être reliés à la tension d'alimentation VDD. Des nias conducteurs, représentés par des ronds pleins, sont placés à chaque intersection apparente en vue de dessus d'un rail de l'ensemble E10 et d'un rail de l'ensemble E11 destinés à être reliés tous deux soit à la masse GND soit à la tension d'alimentation VDD. La figure 6 est une vue schématique du circuit intégré 100 selon la présente invention représenté en figure 2. Le circuit 100 comprend les mêmes blocs fonctionnels que ceux du circuit intégré 1 représenté en figure 3. Bien qu'appartenant à des circuits différents, les blocs du circuit intégré 100 sont dans la suite de la description référencés de façon identique à ceux du circuit 1 précédemment décrit. Comme précédemment décrit en relation avec la figure 3, chaque bloc comprend un ensemble de rails d'alimentation sensiblement parallèles placés dans le niveau de pistes N-3. Les blocs 3, 6 et 7 sont placés droits et les blocs 4 et 5 tournés. L'ensemble de rails d'alimentation E11 du maillage d'alimentation est représenté en figure 6. Par souci de clarté, l'ensemble de rails d'alimentation E10 du maillage d'alimentation n'est pas représenté. Les rails d'alimentation de chaque bloc et ceux de l'ensemble E11 destinés à être reliés à la masse sont connectés les uns aux autres par des vias conducteurs positionnés aux intersections apparentes en vue de dessus entre ces rails. De même, les rails d'alimentation de chaque bloc et ceux de l'ensemble E11 destinés à être reliés à la tension d'alimentation VDD sont connectés les uns aux autres par des vias conducteurs positionnés aux intersections apparentes en vue de dessus entre ces rails. Comme cela est visible en figure 6, quelle que soit l'orientation des blocs du circuit intégré, tournés ou non, il y a un grand nombre de vias conducteurs de liaison entre les rails d'alimentation d'un bloc et les rails du maillage d'alimentation générale. Contrairement au circuit représenté en figure 4, il n'est pas nécessaire de prévoir des rails complémentaires aux extrémités des blocs tournés afin de pouvoir placer des vias de liaison. De plus, en comparant le nombre de vias conducteurs de liaison placés audessus de chacun des blocs dans le circuit 1 précédemment décrit en relation avec la figure 4 et dans le circuit 100 selon la présente invention représenté en figure 6, on s'aperçoit que le nombre de vias est sensiblement identique pour les blocs non tournés 3, 6 et 7 et très largement supérieur pour les blocs tournés 4 et 5. Les rails d'alimentation de chaque bloc étant reliés au maillage d'alimentation générale par un grand nombre de vias conducteurs placés régulièrement audessus de chaque bloc, le réseau d'alimentation est faiblement résistif, quel que soit le bloc considéré. Comme cela est visible en figure 6, un rail d'alimentation d'un bloc non tourné, tel que le bloc 3, "croise" en vue de dessus, au moins un rail de l'ensemble E11, en faisant avec celui-ci un angle aigu appelé al. De même, un rail d'un bloc tourné, tel que le bloc 4, croise en vue de dessus, au moins un rail de l'ensemble E11 en faisant avec celui-ci un angle aigu a2. On notera que la somme des angles al et a2 est égale à 90 . Comme cela est représenté en figure 6, avec des angles al et a2 égaux à 45 , on obtient un très bon réseau d'alimentation pour chacun des blocs, qu'ils soient ou non tournés. Cependant, on pourra choisir des angles al et a2 compris entre 30 et 60 dans le cas par exemple où une telle orientation permet un routage plus optimal de connexions globales interblocs dans les dernier et avant-dernier niveaux de pistes du circuit intégré. En tout état de cause, il suffit que les angles al et a2 soient inférieurs à une valeur de 80 ou 85 de sorte qu'en vue de dessus on obtienne des croisements, entre les rails d'alimentation de chaque bloc et le maillage d'alimentation générale, au niveau desquels on puisse placer des nias de liaison. Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, les ensembles de rails E10 et E11 du maillage d'alimentation générale peuvent ne pas être perpendiculaires les uns aux autres. Un rail de l'ensemble E10 et un rail de l'ensemble E11 peuvent être inclinés l'un par rapport à l'autre en faisant un angle aigu inférieur à 45 . De plus, le maillage d'alimentation générale d'un circuit intégré selon la présente invention peut être partiellement coupé de façon à placer dans cette coupure des éléments d'un des blocs du circuit intégré tels qu'une bobine. On pourra aussi prévoir de placer des dispositifs au- dessus du maillage d'alimentation éventuellement sur un ou plusieurs autres niveaux de pistes. REVENDICATIONS 1. Circuit intégré comprenant un ensemble de blocs fonctionnels (3 à 7) et un réseau d'interconnexions constitué d'au moins N niveaux de pistes conductrices séparés par des niveaux de vias conducteurs, le réseau d'interconnexions incluant un réseau d'alimentation comprenant un premier ensemble de rails (E10) sensiblement parallèles placés au Nième niveau de pistes, et un second ensemble de rails (E11) sensiblement parallèles placés au (N-1)ième niveau de pistes sous le premier ensemble de rails, les rails du premier ensemble étant non parallèles à ceux du second ensemble, le réseau d'alimentation comprenant en outre pour chaque bloc fonctionnel un troisième ensemble de rails d'alimentation placés au (N-2) ième niveau de pistes au-dessus des éléments du bloc considéré, caractérisé en ce que les rails du second ensemble font un angle aigu (a1, a2) inférieur à 80 avec les rails de chaque troisième ensemble de rails. 2. Circuit selon la revendication 1, dans lequel ledit angle aigu (a1, a2) est sensiblement égal à 45 . 3. Circuit selon la revendication 1, dans lequel ledit angle aigu (a1, a2) est compris entre 30 et 60 . 4. Circuit selon la revendication 1, dans lequel lesdits premier et second ensembles de rails (E10, E11) sont sensiblement perpendiculaires les uns aux autres. 5. Circuit selon la revendication 1, dans lequel pour chacun des premier, second et troisième ensembles de rails (E10, E11), un rail sur deux est relié à la masse (GND) et un rail sur deux est relié à une tension d'alimentation (VDD). 6. Circuit selon la revendication 1, dans lequel un ensemble de vias conducteurs est utilisé pour connecter les troisièmes ensembles de rails de chacun des blocs audit second ensemble de rails (E10) et le second ensemble de rails au premier ensemble de rails. 7. Circuit selon la revendication 1, dans lequel le réseau d'interconnexions comprend en outre des connexions inter-blocs placées entre lesdits premier et second ensembles de rails.