OKI MSM13Q0150, MSM13Q0340, MSM14Q0230, MSM13Q0840, MSM13Q0530 Datasheet

...
0 (0)

DATA SHEET

O K I A S I C P R O D U C T S

MSM13Q/14Q000 0.35 µm Sea of Gates Arrays

November 1999

■ ■ ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Oki Semiconductor

OKI MSM13Q0150, MSM13Q0340, MSM14Q0230, MSM13Q0840, MSM13Q0530 Datasheet

MSM13Q0000/14Q0000

0.35 µm Sea of Gates Arrays

DESCRIPTION

Oki’s 0.3 5 µm ASIC products deliver ultra-high performance and high density at low power dissipation. The MSM13Q0000/14Q0000 series devices (referred to as “MSM13Q/14Q”) are implemented with the industry-standard Cell-Based Array (CBA) architecture in a Sea-of-Gates (SOG) structure. Built in a 0.35 µm drawn CMOS technology (with an L-Effective of 0.27 µm), these SOG devices are available in three layers (MSM13Q) and four layers (MSM14Q) of metal. The semiconductor process is adapted from Oki’s production-proven 64-Mbit DRAM manufacturing process.

The MSM13Q/14Q Series contains 6 arrays each, offering over 1 million raw gates and 352 I/O pads. Up to 66% and 90% of the raw gates can be used for the 3-layer and 4-layer arrays, respectively. Oki’s 0.35 µm family is optimized for 3-V core operation with optimized 3-V I/O buffers and 5-V tolerant 3-V buffers. These SOG products are designed to fit the most popular plastic quad flat packs (QFPs), thin QFPs (TQFPs) , and plastic ball grid array (PBGA) packages.

The MSM13Q/14Q Series uses the popular CBA architecture from Silicon Architects of Synopsys which mixes two types of cells (8-transistor compute cells and 4-transistor drive cells) on the same die to deliver high gate density and high drives. The CBA is supported by a rich macro library, optimized for synthesis. Memory blocks are efficiently created by Oki’s memory compilers to generate singleand dual-port RAM’s in high-density and low-power configurations with synchronous RAM options.

As such, the MSM13Q/14Q series is well suited to memory-intensive designs with high production volumes approaching the real estate and cost savings of standard cells. At the same time, its SOG architecture allows rapid prototyping turnaround times. Thus, Oki’s MSM13Q/14Q family offers the best of two worlds: quick prototyping of a gate array and low production cost of a standard cell.

Oki’s 0.35 µm ASIC products are supported by leading-edge CAD tools including a synthesis-linked floorplanner, motive static timing analyzer, and H-clock tree methodology. They are further supported by specialized macrocells including phase-locked loop (PLL), pseudo-emitter coupled logic (PECL), peripheral component interconnect (PCI), universal synchronous receiver/transmitter (UART) cells, and ARM7TDMI RISC cores.

FEATURES

0.35 µm drawn 3- and 4-layer metal CMOS

Optimized 3.3-V core

Optimized 3-V I/O and 3-V I/O that is 5-V tolerant

CBA SOG architecture

Over 1.0M raw gates and 352 pads

User-configurable I/O with VSS, VDD, TTL, 3- state, and 1- to 24-mA options

Slew-rate-controlled outputs for low-radiated noise

H-clock tree cells which reduce the maximum skew for clock signals

User-configurable single and dual-port; synchronous or asynchronous memories

Specialized macrocells including PLL, PECL, PCI, UART, and ARM7TDMI

Floorplanning for front-end simulation, backend layout controls, and link to synthesis

Joint Test Action Group (JTAG) boundary scan and scan-path ATPG

Support for popular CAE systems, including Cadence, IKOS, Mentor Graphics, Synopsys, Viewlogic, and Zycad

Oki Semiconductor

1

MSM13Q0000/14Q0000 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

MSM13Q/14Q FAMILY LISTING

MSM13Q/14Q

 

Raw Gate

Usable Gate

Usable Gate

 

Raw Gate

Series

PAD No.

(Gates)

M13Q(3LM)

M14Q(4LM)

Row

 

Column

0150

144

157,192

105,319

143,045

196

 

802

 

 

 

 

 

 

 

 

0230

176

242,400

152,712

208,464

240

 

1,010

 

 

 

 

 

 

 

 

0340

208

346,176

204,244

276,941

288

 

1,202

 

 

 

 

 

 

 

 

0530

256

536,400

289,656

391,572

360

 

1,490

 

 

 

 

 

 

 

 

0840

320

847,048

415,054

567,522

452

 

1,874

 

 

 

 

 

 

 

 

1020

352

1,033,000

475,180

650,790

500

 

2,066

 

 

 

 

 

 

 

 

ARRAY ARCHITECTURE

The primary components of a 0.35 µm MSM13Q/14Q circuit include:

I/O base cells

Configurable I/O pads for VDD, VSS, or I/O (optimized 3-V I/O and 3-V I/O that is 5-V tolerant)

VDD and VSS pads dedicated to wafer probing

Separate power bus for output buffers

Separate power bus for internal core logic and input buffers

Core base modules containing three compute cells for each drive cell

Isolated gate structure for reduced input capacitance and increased routing flexibility

Each array has 24 dedicated corner pads for power and ground use during wafer probing, with 4 pads per corner. The arrays also have separate power rings for the internal core functions (VDDC and VSSC) and output drive transistors (VDDO and VSSO).

The array architecture uses optimally sized transistors to efficiently implement logic and memory in a metal programmable technology. CBA uses two types of cells: compute cells and drive cells. The compute cell employs four PMOS and four NMOS trasnsistors whose sizes are optimized for logic and memory implementations as shown in Figure 1. The quantity and size of the transistors in a compute cell are carefully selected to maximize the efficiency of most commonly used functions in VLSI design. The drive cell consists of two large PMOS pull-up transistors and two large pull-down transistors. The compute and drive cells are tiled to create a channelless core array, with three comput cells for each drive cell as shown in Figure 2. The 3:1 ratio of compute to drive cells was selected for optimal implementation of emerging applications. Macrocells are created using either compute cells, drive cells, or combinations of compute and drive cells.

2

Oki Semiconductor

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– MSM13Q0000/14Q0000

 

Compute Cell

 

 

 

 

Compute Cell

 

 

 

 

Compute Cell

 

 

 

Drive Cell

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 1. Base Cell Consisting of Three Compute Cells and One Drive Cell

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Compute Cell

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Drive Cell

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 2. Core Array with Base Cell Mirrored Horizontally and Vertically

Oki Semiconductor

3

MSM13Q0000/14Q0000 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

ELECTRICAL CHARACTERISTICS

Absolute Maximum Ratings (V = 0 V, T = 25°C) [1]

 

 

 

 

SS

j

 

 

 

Parameter

 

Symbol

Conditions

Rated Value

Unit

Power supply voltage

 

VDD

 

-0.3 to +4.6

V

Input voltage

 

Normal buffers

VI

 

-0.3 to VDD+0.3

V

 

 

5-V tolerant

VI

 

-0.3 to 6.0

 

 

 

 

Output voltage

 

Normal buffers

VO

 

-0.3 to VDD+0.3

V

 

 

5-V tolerant

VO

 

-0.3 to 6.0

 

 

 

 

Input current

 

Normal buffers

II

 

-10 to +10

mA

 

 

5-V tolerant

II

 

-6 to +6

 

 

 

 

Output current per I/O

 

Normal buffers

IO

IO = 1, 2, 4, 6, 8, 12, 24 mA

-24 to +24

mA

 

 

5-V tolerant

IO

IO = 2, 4, 6, 8, 12 mA

-8 to +8

 

 

 

Storage temperature

 

Tstg

-65 to +150

°C

1.Permanent device damage may occur if ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS are exceeded. Functional operation should be restricted to the conditions in the other specifications of this data sheet. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.

Recommended Operating Conditions (VSS = 0 V)

Parameter

Symbol

Rated Value

Unit

Power supply voltage

VDD (3 V)

+3.0 to +3.6

V

Junction temperature

Tj

-40 to +85

°C

4

Oki Semiconductor

Loading...
+ 14 hidden pages