DE102004007661B4

DE102004007661B4 - Verfahren, Vorrichtung und Computerprogrammprodukt zur Optimierung eines Layouts von Versorgungsleitungen

Info

Publication number: DE102004007661B4
Application number: DE102004007661A
Authority: DE
Inventors: Thomas Krueger
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2004-02-17
Filing date: 2004-02-17
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2024-02-18
Also published as: US20050180251A1; DE102004007661A1; US7454720B2

Abstract

Verfahren zur Optimierung eines Schaltungslayouts,
wobei als ein Teil des Schaltungslayouts ein Layout von Versorgungsleitungen (15, 16) optimiert wird, indem ungenutzte Tracks (18) des Schaltungslayouts zur Erweiterung der Versorgungsleitungen (15,16) verwendet werden,
wobei ein ungenutzter Track (18), welcher sich in der Nähe von zeitkritischen Signalleitungen (13) des Schaltungslayouts befindet, nicht zur Erweiterung der Versorgungsleitungen (15, 16) verwendet wird, wobei die Versorgungsleitungen (15, 16) mindestens zwei Versorgungsleitungen umfassen, welche unterschiedliches Potential (V_DD, V_SS) tragen, wobei beide Versorgungsleitungen (15, 16) erweitert werden, indem sie jeweils mit zwei parallel verlaufenden Leitungen erweitert werden, welche auf parallel verlaufenden unbenutzten Tracks (18) platziert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung von Schaltungslayouts hinsichtlich eines Layouts von Versorgungsleitungen, wie es insbesondere bei mikroelektronischen Halbleiterschaltungen eingesetzt wird, und eine zum Ausführen des Verfahrens ausgelegte Vorrichtung.
Bei den heutigen Verfahren zum Schaltungslayout werden Versorgungsleitungen in einem ersten Schritt geroutet. Das heißt die Versorgungsleitungen werden geroutet, bevor irgendeine Signalleitung geroutet wird. Dabei werden Anforderungen an ein Layout der Versorgungsleitungen, wie z. B. ein maximal verkraftbarer Spannungseinbruch, dadurch garantiert, dass genügend viele Tracks den Versorgungsleitungen zugewiesen werden, wobei unter einem Track ein Abschnitt des Schaltungslayouts verstanden wird, auf welchem eine Leitung (Versorgungsleitung oder Signalleitung) platziert werden kann.

Die US 2002/0024148 A1 offenbart eine Halbleiterschaltung mit so genannten Dummy-Pattern. Mit diesen Dummy-Pattern soll ein Unterschied in der Dichte einer Maske beim Lithografieverfahren vermieden und dadurch ein Übersprechen verhindert werden. Diese Dummy-Pattern können mit einer Versorgungsspannungsleitung verbunden werden.

Die US 2001/0011362 A1 offenbart ein Halbleiterentwurfsverfahren, welches für eine homogene Verdrahtungsdichte über das gesamte Layout sorgt. Wenn ein Bereich mit einer niedrigen Verdrahtungsdichte erfasst wird, werden so genannte Dummy-Anschlüsse auf Versorgungsleitungen ausgebildet und diese Dummy-Anschlüsse dann mit zusätzlichen Verdrahtungsleitungen verbunden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schaltungslayout gerade hinsichtlich der Versorgungsleitungen zu optimieren bzw. ein hinsichtlich der Versorgungsleitungen optimiertes Schaltungslayout zu erstellen, so dass beispielsweise nach der Optimierung ein größerer Spannungseinbruch durch das Schaltungslayout verkraftbar ist. Dabei soll die Optimierung des Schaltungslayouts derart vorgenommen werden, dass zeitkritische Signalleitungen davon nicht negativ beeinflusst werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Optimierung eines Schaltungslayouts gemäß Anspruch 1, durch ein Verfahren zur Erstellung eines Schaltungslayouts gemäß Anspruch 11, durch eine Vorrichtung zur Optimierung eines Schaltungslayouts gemäß Anspruch 15 und durch eine Vorrichtung zur Erstellung eines Layouts einer Schaltung gemäß Anspruch 17 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Optimierung eines Schaltungslayouts bereitgestellt, wobei das Schaltungslayout hinsichtlich Versorgungsleitungen optimiert wird, indem ungenutzte Tracks des Schaltungslayouts zur Erweiterung der Versorgungsleitungen verwendet werden. Dabei wird allerdings ein unbenutzter Track, welcher sich in der Nähe von zeitkritischen Signalleitungen befindet, nicht zur Erweiterung der Versorgungsleitungen verwendet. Das Verfahren erweitert zwei unterschiedliches Potenzial tragende Versorgungsleitungen derart, dass die beiden Versorgungsleitungen jeweils mit zwei parallel verlaufenden Leitungen erweitert werden, welche auf parallel verlaufenden ungenutzten Tracks platziert werden.

Bei den meisten Verfahren zum Schaltungslayout nach dem Stand der Technik werden ungenutzte Tracks, das heißt Tracks, welche zur Erstellung des Schaltungslayouts nicht benötigt wurden, nicht weiter verwendet. Da die ungenutzten Tracks nicht nachträglich aus dem Schaltungslayout entfernt werden können, um dadurch z.B. die Ausmaße des Schaltungslayouts zu reduzieren, zieht eine sinnvolle Verwendung der ungenutzten Tracks keine Nachteile nach sich, sofern zeitkritische Signalleitungen berücksichtigt werden. Da auf der anderen Seite die Erweiterung der Versorgungsleitungen den Vorteil bietet, dass die Versorgungsleitungen einem Spannungseinbruch besser widerstehen können, besitzt ein Schaltungslayout, bei welchem die ungenutzten Tracks zur Erweiterung der Versorgungsleitungen genutzt wurden, einen nicht unerheblichen Vorteil gegenüber einem Schaltungslayout, bei welchem die ungenutzten Tracks, wie nach dem Stand der Technik üblich, nicht verwendet wurden. Es ist dabei oft sinnvoll, die beiden Versorgungsleitungen möglichst im gleichen Umfang zu erweitern. Indem die beiden Versorgungsleitungen um zwei parallel verlaufende Leitungen, welche in der Regel gleich lang sind, erweitert werden, wobei die eine der beiden Versorgungsleitungen durch die eine der beiden Leitungen und die andere der beiden Versorgungsleitungen durch die andere der beiden Leitungen erweitert wird, kann eine gleichmäßige Erweiterung der Versorgungsleitungen gewährleistet werden.

Zum Beispiel kann eine Schaltung, welche einem Versorgungsspannungseinbruch besser widersteht, d.h. die Versorgungsspannung sinkt weniger ab, mit einer höheren Taktrate beaufschlagt werden, als eine Schaltung, bei welcher die Versorgungsspannung bei gewissen Anwendungen auf ein gerade noch tolerierbares Minimum absinkt.

Eine zeitkritische Signalleitung ist dabei eine Leitung, über welche ein Signal übertragen wird, dessen Ausbreitungsgeschwindigkeit über die Leitung nicht unterhalb einer bestimmten Schwelle liegen darf. Oder anders ausgedrückt, darf ein Zeitintervall, welches benötigt wird, um eine Pegeländerung des Signals über die Leitung zu übertragen, nicht länger als ein vorbestimmtes Zeitintervall sein. Um die zeitkritischen Signalleitungen einer Schaltung zu spezifizieren, gibt es mehrere Möglichkeiten. Z. B. können diejenigen Signalleitungen einer Schaltung als zeitkritisch eingestuft werden, bei welchen eine Verlängerung des im Normalfall benötigten Zeitintervalls zur Übertragung der Pegeländerung des Signals über die Leitung um einen vorbestimmten Wert zu einem Ausfall der Schaltung führen würde. Da eine Versorgungsleitung z. B. durch Induktion eine Übertragung der Pegeländerung negativ beeinflusst beziehungsweise verlangsamt, sollten Versorgungsleitungen nicht zu dicht an zeitkritischen Signalleitungen liegen.

Zur Spezifikation, wann eine Versorgungsleitung zu dicht an einer zeitkritischen Signalleitung liegt, kann dabei die Breite eines normierten Tracks dienen. Zum Beispiel kann das Verfahren eine Versorgungsleitung nur dann neben einer zeitkritischen Leitung platzieren, wenn zwischen der Versorgungsleitung und der zeitkritischen Leitung mindestens ein Abstand besteht, welcher aus einem Produkt aus einem vorbestimmten Faktor und der Breite des normierten Tracks berechnet wird.

Erfindungsgemäß wird eine Versorgungsleitung nicht auf einem ungenutzten Track platziert, welcher eine zeitkritische Signalleitung kreuzt.

Ein Kreuzen der Versorgungsleitung und der zeitkritischen Signalleitung liegt dann vor, wenn zum einen die Versorgungsleitung in einer ersten Leitungsschicht und die zeitkritische Leitung in einer zweiten direkt oberhalb oder unterhalb der ersten Leitungsschicht liegenden Leitungsschicht liegt, wobei in der ersten Leitungsschicht verlaufende Tracks senkrecht gegenüber in der zweiten Leitungsschicht verlaufenden Tracks ausgerichtet sind, und wenn zum anderen die Versorgungsleitung die zeitkritische Leitung schneiden würde, wenn die erste Leitungsschicht und die zweite Leitungsschicht zusammengeführt würden. Da auch ein Kreuzen der Versorgungsleitung und der zeitkritischen Leitung ein Zeitverhalten einer Signalübertragung auf der zeitkritischen Signalleitung negativ be einflussen kann, ist es unter besonderen Umständen sinnvoll, das Kreuzen der Versorgungsleitung und der zeitkritischen Leitung zu verhindern.

Um das Schaltungslayout zu optimieren, kann das Verfahren auf einem ungenutzten Track eine Leitung platzieren und diese Leitung mit einer Versorgungsleitung verbinden, wodurch diese Leitung dann Teil der Versorgungsleitung wird. Bei Schaltungslayouts, welche mehrere parallel übereinander liegende Leitungsschichten umfassen, kann eine auf einem ungenutzten Track platzierte Leitung auch über einen Via mit einer in einer parallel liegenden Leitungsschicht vorhandenen Versorgungsleitung verbunden werden, wodurch diese Leitung dann Teil der Versorgungsleitung wird.

Da sich die Versorgungsleitungen durch eine Verbindung mit auf ungenutzten Tracks platzierten Leitungen erweitern beziehungsweise verlängern, können erfindungsgemäß auch auf ungenutzten Tracks platzierte Leitungen mit den Versorgungsleitungen verbunden werden, welche zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht direkt mit einer der Versorgungsleitungen verbunden werden konnten.

Das Verfahren kann zwei oder mehr benachbarte parallel verlaufende Tracks zu einem neuen ungenutzten Track zusammenfassen, wobei auf dem neuen ungenutzten Tracks eine Leitung platziert werden kann, welche mit einer der Versorgungsleitungen verbunden wird. Außerdem kann eine Versorgungsleitung, welche benachbart parallel zu einem ungenutzten Tracks verläuft, um eine auf diesem ungenutzten Track platzierte Leitung erweitert werden. Dabei ist der Abstand einer Versorgungsleitung, welche auf einem Track platziert ist, der aus mehreren benachbart parallel verlaufenden Tricks zusammengesetzt ist (d. h. der Trick, auf dem die Versorgungsleitung platziert ist, ist um ein mehrfaches breiter als ein normierten Trick), zu einem nächst benachbarten Trick genauso groß wie der Abstand einer auf einem normierten Trick platzierten Versorgungsleitung von einem nächste benachbarten Trick. Das heißt der Abstand wächst mit der Breite der Versorgungsleitung nicht an.

Das Verfahren kann zwei unterschiedliches Potenzial tragende Versorgungsleitungen auch derart erweitern, dass die beiden Versorgungsleitungen jeweils mit zwei parallel verlaufenden Leitungen erweitern werden, welche auf parallel verlaufenden ungenutzten Tricks platziert werden.

Es ist sinnvoll, die beiden Versorgungsleitungen möglichst im gleichen Umfang zu erweitern. Indem die beiden Versorgungsleitungen um zwei parallel verlaufende Leitungen, welche in der Regel gleich lang sind, erweitert werden, wobei die eine der beiden Versorgungsleitungen durch die eine der beiden Leitungen und die andere der beiden Versorgungsleitungen durch die andere der beiden Leitungen erweitert wird, wird eine gleichmäßige Erweiterung der Versorgungsleitungen gewährleistet.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren zur Erstellung eines Schaltungslayouts bereitgestellt. Bei diesem Verfahren wird in einem ersten Schritt ein Schaltungslayout mit Hilfe irgendeines Schaltungslayout-Erstellungsverfahrens erstellt. Dabei werden Anforderungen bzgl. einer Auslegung eines die Versorgungsleitungen betreffenden Teils des Schaltungslayouts um einen vorbestimmten Prozentsatz gegenüber den normalen Vorgaben für das Schaltungslayout-Erstellungsverfahren vermindert. Als zweiter beziehungsweise letzter Schritt wird dann das vorab beschriebene Verfahren zur Optimierung eines Schaltungslayouts eingesetzt.

Indem die Anforderungen an das Schaltungslayout-Erstellungsverfahren vermindert werden, kann das Schaltungslayout-Erstellungsverfahren ein kompakteres Schaltungslayout erstellen, als wenn das Schaltungslayout-Erstellungsverfahren mit seinen normalen Vorgaben beziehungsweise Anforderungen arbeiten würde. Dies führt deshalb zu keinen Nachteilen, weil in dem zweiten Schritt das vorab beschriebene Verfahren zur Optimierung eines Schaltungslayouts eingesetzt wird, was dann die durch die verminderten Anforderungen verursachten Unzulänglichkeiten des von dem Schaltungslayout-Erstellungsverfahren erstellten Schaltungslayouts wieder ausgleicht. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass das erfindungsgemäße Verfahren zur Erstellung eines Schaltungslayouts in der Lage ist, ein kompakteres Schaltungslayout zu erstellen als ein beliebiges nach dem Stand der Technik verfügbares Schaltungslayout-Erstellungsverfahren, indem das erfindungsgemäße Verfahren in seinem ersten Schritt dieses nach dem Stand der Technik verfügbare Schaltungslayout-Erstellungsverfahren einsetzt.

Dabei kann der bestimmte Prozentsatz einem Prozentsatz entsprechen, zu dem das vorab beschriebene Verfahren zur Optimierung eine Schaltungslayouts die Auslegung des die Versorgungsleitungen betreffenden Teils des Schaltungslayouts mindestens verbessert.

Indem der Prozentsatz derart, wie vorab beschrieben, gewählt wird, ist sichergestellt, dass die Eigenschaften eines Schaltungslayouts, welches durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Erstellung eines Schaltungslayouts erstellt worden ist, mindestens so gut sind, wie die Eigenschaften eines Schaltungslayouts, welches durch ein Schaltungslayout-Erstellungsverfahren erstellt worden ist, das bei dem erfindungsgemäße Verfahren zur Erstellung eines Schaltungslayouts im ersten Schritt eingesetzt worden ist, und dass obwohl das durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Erstellung eines Schaltungslayouts erstellte Schaltungslayout kompakter ist.

Die vorliegende Erfindung eignet sich vorzugsweise für ein Verfahren oder eine Vorrichtung, mit welchen Schaltungslayouts für mikroelektronische Halbleiterschaltungen optimiert beziehungsweise erstellt werden. Selbstverständlich ist die Erfindung aber nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich beschränkt, da sie auch eingesetzt werden kann, um z. B. Schaltungslayouts für Platinen zu optimieren oder herzustellen. Darüber hinaus umfasst die Erfindung auch einen Datenträger oder ein Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches bei Ausführung in einem Rechner- oder Computersystem das erfindungsgemäße Verfahren ausführt.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend näher unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert.
1 stellt eine erste Leitungsschicht eines Schaltungslayouts einer mikroelektronischen Halbleiterschaltung dar.
2 stellt eine zweite Leitungsschicht des Schaltungslayouts dar, von welchem die erste Leitungsschicht in 1 dargestellt ist.
3 stellt einen Zwischenstand einer erfindungsgemäßen Optimierung des Schaltungslayouts dar, wobei die erste Leitungsschicht dargestellt ist.
4 stellt den Zwischenstand der erfindungsgemäßen Optimierung des Schaltungslayouts dar, wobei die zweite Leitungsschicht dargestellt ist.
5 stellt die erste Leitungsschicht nach der erfindungsgemäßen Optimierung des Schaltungslayouts dar.
6 stellt die zweite Leitungsschicht nach der erfindungsgemäßen Optimierung des Schaltungslayouts dar.
7 stellt ein Rechnersystem dar, auf welchem die erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt werden können.
In 1 ist eine erste Leitungsschicht 11 eines Schaltungslayouts einer mikroelektronischen Halbleiterschaltung dargestellt. Dieses Schaltungslayout sei in einem ersten Schritt eines Verfahrens zur Erstellung eines Schaltungslayouts mit einem herkömmlichen Schaltungslayout-Erstellungsverfahren erstellt worden. In der 1 bilden die oben waagerecht dargestellten Buchstaben A–H sowie die links senkrecht dargestellten Ziffern 1–8 ein Koordinatensystem, welches die weitere Beschreibung erleichtert. Dies gilt auch für die 2–6. Auf einem von C2 bis E2 verlaufenden Track ist eine erste Signalleitung 14a und auf einem von E4 bis H4 verlaufenden Track ist eine zweite Signalleitung 14b platziert. Dabei ist die erste Signalleitung 14a mittels eines ersten Vias 17a mit einer zweiten Leitungsschicht 12 verbunden. Weiter unten ist auf einem von F6 bis H6 verlaufenden Track ein erster Teil einer ersten Versorgungsleitung 15 platziert, welche auf einem Potential V_SS liegt. Auch dieser erste Teil ist über einen zweiten Via 17b mit der zweiten Leitungsschicht 12 verbunden. Außerdem ist auf einem von A7 bis E7 verlaufenden Track eine zweite Versorgungsleitung 16 platziert, welche auf einem Potential V_DD liegt.
In der in 2 dargestellten zweiten Leitungsschicht 12 ist auf einem von C2 bis C7 verlaufenden Track eine dritte Signalleitung 14c platziert, welche über den ersten Via 17a mit der ersten Signalleitung 14a verbunden ist. Benachbart parallel daneben verläuft eine zeitkritische Signalleitung 13, welche auf einem von D3 bis D5 verlaufenden Track platziert ist. Rechts parallel benachbart zu dieser zeitkritischen Signalleitung 13 ist beispielhaft ein ungenutzter Track 18, welcher von E3 bis E5 verläuft, eingezeichnet. Schließlich ist auf einem von F5 bis F6 verlaufenden Track ein zweiter Teil der ersten Versorgungsleitung 15 eingezeichnet, welcher über den zweiten Via 17b mit dem ersten Teil verbunden ist.
Es sei darauf hingewiesen, dass das in den 1 und 2 dargestellte Schaltungslayout beispielhaft ist und mehr darstellerischen Zwecken dient, als eine praktische Relevanz besitzt. Deshalb ist bei dem dargestellten Schaltungslayout ein Anteil von unbenutzten Tracks auch wesentlich größer als 50%. Dagegen liegt bei praktisch eingesetzten Schaltungslayouts der Anteil an unbenutzten Tracks zwischen 20% bis 50%.
In einem zweiten Schritt des Verfahrens zur Erstellung eines Schaltungslayouts wird nun das in 1 und 2 dargestellte Schaltungslayout mittels eines Verfahrens zur Optimierung eines Schaltungslayouts optimiert.
Zuerst wird die erste Versorgungsleitung 15 in der ersten Leitungsschicht 11 um einen von A6 bis E6 verlaufenden ungenutzten Track verlängert. Ähnlich wird die zweite Versorgungsleitung 16 um einen von F7 bis H7 verlaufenden ungenutzten Track verlängert. Um eine Erweiterung der zweiten Versorgungsleitung 16 auch auf ungenutzten Tracks in der zweiten Leitungsschicht 12 zu platzieren, wird ein dritter Via 17c bei A7 und ein vierter Via 17d bei H7 eingerichtet, welche beide die zweite Versorgungsleitung 16 mit der zweiten Leitungsschicht 12 verbinden. Das Ergebnis ist in 3 dargestellt.
In der zweiten Leitungsschicht 12 wird die erste Versorgungsleitung 15 derart verlängert, dass sie nun auf einem von F1 bis F8 verlaufenden Track platziert ist. Die zweite Versorgungsleitung 16, welche nun auch über den dritten 17c und vierten 17d Via Kontakt mit der zweiten Leitungsschicht 12 besitzt, wird mit Hilfe von A1 bis A8 und H1 bis H8 verlaufenden Tracks erweitert. Das Ergebnis ist in 4 dargestellt.
Ausgehend von dem in 3 dargestellten Stand wird nun das Layout der ersten Leitungsschicht 11 hinsichtlich der Versorgungsleitungen 15, 16 weiter optimiert, wobei ein abschließender Stand der die erste Leitungsschicht 11 betreffenden Optimierung des Schaltungslayouts in 5 dargestellt ist. Dazu wird die Versorgungsleitung um einen von A8 bis H8 verlaufenden Track, welcher entsprechend dem in 3 dargestellten Stand benachbart parallel zu der zweiten Versorgungsleitung 16 verläuft, erweitert. Wie in 5 dargestellt, wird dabei die zweite Versorgungsleitung 16 zum einen vollständig auf dem von A8 bis H8 verlaufenden Track platziert und zum anderen wird auch ein innerhalb des von A7 bis H7 verlaufenden Tracks liegender Rand beziehungsweise Sicherheitsabstand zum von A8 bis H8 verlaufenden Track von der zweiten Versorgungsleitung 16 beaufschlagt. Das heißt durch eine Platzierung einer der Versorgungsleitungen 15, 16 auf zwei benachbart parallel verlaufenden Tracks nimmt die Versorgungsleitung eine größere Fläche ein, als wenn die Versorgungsleitung auf zwei gleich langen, aber nicht parallel verlaufenden Tracks platziert würde. Da bei sonst gleichen Voraussetzungen bei einer Schaltung eine Versorgungsleitung, welche eine größere Fläche besitzt, weniger zum Spannungseinbruch neigt, besitzt eine Versorgungsleitung mit einer größeren Fläche Vorteile.
Wie ebenfalls in 5 dargestellt ist, ist die zweite Versorgungsleitung 16 auf einem von A1 bis H1 verlaufenden Track platziert worden, welcher über das fünfte Via 17e mit dem in der zweiten Leitungsschicht 12 vorhandenen Teil der zweiten Versorgungsleitung 16 verbunden ist. Zusätzlich ist die zweite Versorgungsleitung 16 mit von F2 bis H2 und von E3 bis H3 verlaufende Tracks erweitert worden, welche benachbart parallel verlaufen. Der Grund dafür, dass die zweite Versorgungsleitung 16 nicht über den Koordinatenpunkt D3 verläuft, ist darin begründet, dass auf diesem Koordinatenpunkt in der zweiten Leitungsschicht 12 die zeitkritische Signalleitung 13 verläuft. Das heißt dadurch wird verhindert, dass die zweite Versorgungsleitung 16 die zeitkritische Signalleitung 13 kreuzt.
Wie ebenfalls in 5 dargestellt ist, wird die erste Versorgungsleitung 15 um mehrere Tracks erweitert, welche alle oberhalb (ausgehend vom in 3 dargestellten Stand) der ersten Versorgungsleitung 15 verlaufen. Dabei wurde ebenfalls berücksichtigt, dass die erste Versorgungsleitung 15 die zeitkritische Signalleitung 13 nicht kreuzt, weshalb ein von D3 bis D5 verlaufender Abschnitt in der ersten Leitungsschicht 11 ausgespart bleibt.
Ein abschließender Stand der die zweite Leitungsschicht 12 betreffenden Optimierung des Schaltungslayouts ist in 6 dargestellt. Ausgehend von dem in 4 dargestellten Stand ist die zweite Versorgungsleitung 16 links um einen von B1 bis B8 verlaufenden Track und rechts um einen von G1 bis G8 verlaufenden Track erweitert worden. Die erste Versorgungsleitung 15 ist um mehrere kleinere ungenutzte Tracks erweitert worden, wie es in 6 dargestellt ist. Dabei ist ein von E3 bis E5 verlaufender Track nicht zur Erweiterung der ersten Versorgungsleitung 15 herangezogen worden, weil er benachbart parallel zu der zeitkritischen Signalleitung 13 verläuft. Aus dem gleichen Grund wurden auch die Koordinatenpunkte D2 und D6 ausgespart.
Da, wie bereits vorab erwähnt wurde, der Anteil der unbenutzten Tracks in dem in den 1 und 2 dargestellten Schaltungslayout aus darstellerischen und beschreibungstechnischen Gründen größer als bei praktisch relevanten Schaltungslayouts ist, ist nun auch bei dem in den 5 und 6 dargestellten optimierten Schaltungslayout der Anteil der Versorgungsleitungen 15, 16 größer als bei optimierten praktisch relevanten Schaltungslayouts.
Vergleicht man das in den 1 und 2 dargestellte Schaltungslayout, welches in dem ersten Schritt des Verfahrens zur Erstellung eines Schaltungslayouts durch ein herkömmliches Schaltungslayout-Erstellungsverfahren erstellt worden ist, mit dem in den 5 und 6 dargestellten Schaltungslayout, welches abschließend von dem Verfahren zur Erstellung eines Schaltungslayouts hergestellt worden ist, indem das in dem ersten Schritt erstellte Schaltungslayout durch das Verfahren zur Optimierung eines Schaltungslayouts optimiert wurde, stellt man fest, dass die Versorgungsleitungen 15, 16 eine wesentlich größere Fläche einnehmen. Dadurch ist die Gefahr eines Spannungseinbruchs bei einer nach dem in 5 und 6 dargestellten Schaltungslayout erstellten optimierten Schaltung wesentlich geringer als bei einer nach dem in 1 und 2 dargestellten Schaltungslayout erstellten nicht optimierten Schaltung. Deshalb kann die optimierte Schaltung zum Beispiel mit einer höheren Taktfrequenz betrieben werden als die nicht optimierte Schaltung.
Bei dem in den 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel wurden bei der Versorgungsleitungen 15, 16 erweitert. Bei gewissen Anwendungsfällen ist es aber auch vorteilhaft, die ungenutzten Tracks zu verwenden, um nur eine Versorgungsleitung, insbesondere die mit Masse verbundene, zu erweitern, was mit den vorab beschriebenen Verfahren selbstverständlich auch möglich ist.
In 7 ist ein Rechnersystem 31 dargestellt, welches neben einer Tastatur, einem Monitor und einer Maus auch Speichermittel 32 (Hauptspeicher und Festplatte, sowie austauschbare Speichermedien) sowie einen Mikroprozessor umfasst. Dabei werden zur Erstellung eines Schaltungslayouts notwendige Vorgaben und Informationen sowie ein zur Durchführung der zuvor beschriebenen Verfahren vorgesehenes Computerprogramm in den Speichermitteln 32 abgespeichert, indem sie zum Beispiel mit Hilfe der Maus und der Tastatur in das Rechnersystem eingegeben werden. Dieses Rechnersystem 31 führt die zuvor beschrie benen Verfahren zur Erstellung eines Schaltungslayouts und zur Optimierung eines Schaltungslayouts automatisiert softwaregesteuert durch Zugriff auf die in den Speichermittel 32 gespeicherten Informationen beziehungsweise Beschreibungen durch.
Verfahren zur Schaltungslayouterstellung oder daran anschließende Verfahren zur Maskenerstellung benötigen umso mehr Rechnersystemresourcen (Speicherplatz, Laufzeit) je mehr Tracks für das Schaltungslayout verwendet werden. Da das Verfahren zur Optimierung eines Schaltungslayouts weitere Tracks zur Erweiterung der Versorgungsleitungen hinzufügt, kann ein zu klein ausgelegtes Rechnersystem an seine Grenzen stoßen. In diesem Fall ist es sinnvoll, nicht das gesamte Schaltungslayout beziehungsweise die gesamte Schaltung sondern nur ein Layout von Schaltungsabschnitten zu optimieren, obwohl eine Optimierung des gesamten Schaltungslayouts die besten Ergebnisse liefert.
Das Verfahren zur Optimierung eines Schaltungslayouts wurde auf sechs Layouts von Schaltungsabschnitten angewendet, wobei die Layouts ursprünglich durch ein Place&Route-Tool von Magma DA erstellt wurden. Das Verfahren wurde als Routine dieses Place&Route-Tools implementiert, wobei zur Vereinfachung ein Sicherheitsabstand von 1μm zu allen parallelen Signalleitungen (nicht nur zu den zeitkritischen) gewählt wurde, um dadurch das Zeitverhalten der Schaltung nicht negativ zu beeinflussen. In Tabelle 1 werden die sechs Layouts miteinander verglichen, wobei aus Qualitätskriterium eine Reduktion eines maximalen Spannungseinbruchs gewählt wurde, welcher mit Hilfe eines Simulations-Tools jeweils vor und nach Anwendung des Verfahrens zur Optimierung eines Schaltungslayouts für jedes der sechs Layouts bestimmt wurde.
Tabelle 1
Die Ergebnisse der Tabelle 1 zeigen, dass das Layout der sechs Schaltungsabschnitte um durchschnittlich 18% verbessert werden konnte.

Claims

Verfahren zur Optimierung eines Schaltungslayouts, wobei als ein Teil des Schaltungslayouts ein Layout von Versorgungsleitungen (15, 16) optimiert wird, indem ungenutzte Tracks (18) des Schaltungslayouts zur Erweiterung der Versorgungsleitungen (15,16) verwendet werden, wobei ein ungenutzter Track (18), welcher sich in der Nähe von zeitkritischen Signalleitungen (13) des Schaltungslayouts befindet, nicht zur Erweiterung der Versorgungsleitungen (15, 16) verwendet wird, wobei die Versorgungsleitungen (15, 16) mindestens zwei Versorgungsleitungen umfassen, welche unterschiedliches Potential (V_DD, V_SS) tragen, wobei beide Versorgungsleitungen (15, 16) erweitert werden, indem sie jeweils mit zwei parallel verlaufenden Leitungen erweitert werden, welche auf parallel verlaufenden unbenutzten Tracks (18) platziert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens einem ungenutzten Track (18) eine Leitung platziert und mit einer Versorgungsleitung (15, 16) verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die platzierte Leitung und eine Versorgungsleitung (15, 16) verbunden werden, indem die platzierte Leitung mittels mindestens einer weiteren auf einem ungenutzten Track (18) platzierten Leitung mit der Versorgungsleitung (15, 16) verbunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Schaltungslayout, welches mehrere parallel übereinander liegende Leitungsschichten (11, 12) umfasst, eine in einer Leitungsschicht (11, 12) liegende und auf einem ungenutzten Track (18) platzierte Leitung mit einer in einer weiteren Leitungsschicht (11, 12) liegenden Versorgungsleitung (15, 16) und/oder eine in einer Leitungsschicht (11, 12) liegende und auf einem ungenutzten Track (18) platzierte Leitung mit einer weiteren in einer weiteren Leitungsschicht (11, 12) liegenden und auf einem ungenutzten Track (18) platzierten Leitung mittels eines Vias (17) verbunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass ein ungenutzter Track (18), welcher nicht mit einer Versorgungsleitung (15, 16) verbunden werden kann, nicht zur Erweiterung der Versorgungsleitungen (15, 16) verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass ein ungenutzter Track (18), welcher parallel zu einer zeitkritischen Signalleitung (13) verläuft oder eine zeitkritische Signalleitung (13) kreuzt, nicht zur Erweiterung der Versorgungsleitungen (15, 16) verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr benachbart parallel verlaufende Teile von ungenutzten Tracks (18) zu einem neuen ungenutzten Track zusammengefasst werden, dessen Breite gleich einer Summe von Breiten der parallel verlaufenden Teile ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn mindestens ein Teil eines ungenutzten Tracks (18) über eine Länge ungetrennt parallel zu weiteren Track verläuft, auf welchem eine Versorgungsleitung (15, 16) angeordnet ist, dieser Teil über die Länge mit dem weiteren Track zu einem neuen Track verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Platzierung einer Versorgungsleitung (15, 16) auf dem neuen Track ein Abstand der Versorgungsleitung (15, 16) zu einem zu dem neuen Track benachbarten Track gleich einem normierten Abstand einer auf dem normierten Track platzierten Versorgungsleitung (15, 16) zu einem mit dem normierten Track benachbarten Track ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Versorgungsleitungen (15; 16) ausgewählt wird und alle unbenutzten Tracks (18), welche mit dieser Versorgungsleitung (15; 16) verbindbar sind, mit dieser Versorgungsleitung (15; 16) verbunden werden.
Verfahren zur Erstellung eines Schaltungslayouts, wobei einem ersten Schritt das Schaltungslayout mit Hilfe eines Schaltungslayout-Erstellungsverfahrens erstellt wird, wobei Anforderungen bezüglich einer Auslegung eines Versorgungsleitungen (15, 16) betreffenden Teils des Schaltungslayouts höchstens um einen bestimmten Prozentsatz vermindert werden, wobei nach dem Schaltungslayout-Erstellungsverfahren in einem zweiten Schritt das Verfahren nach einem der Ansprüche 1–12 eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der bestimmte Prozentsatz einem Prozentsatz entspricht, zu dem das Verfahren nach einem der Ansprüche 1–11 die Auslegung des die Versorgungsleitungen (15, 16) betreffenden Teils des Schaltungslayouts mindestens verbessert.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anforderungen bezüglich der Auslegung der Versorgungsleitungen (15, 16) durch einen maximalen Spannungseinbruch der Versorgungsleitungen (15, 16) bei einem Betrieb einer entsprechend des Schaltungslayouts gefertigten Schaltung definiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Optimierung des Schaltungslayouts von mikroelektronischen Halbleiterschaltungen eingesetzt wird.
Vorrichtung zur Optimierung eines Schaltungslayouts mit Speichermitteln (32) zum Speichern von Informationen des Schaltungslayouts und mit rechnergestützten Entwurfsmitteln zum rechnergestützten Optimieren des Schaltungslayouts auf Grundlage der in den Speichermitteln (32) gespeicherten Informationen, wobei die Vorrichtung (31) derart ausgestaltet ist, dass sie als ein Teil des Schaltungslayouts ein Layout von Versorgungsleitungen (15, 16) optimiert, indem sie ungenutzte Tracks (18) des Schaltungslayouts zur Erweiterung der Versorgungsleitungen (15, 16) verwendet, und dass sie einen ungenutzten Track (18), welcher sich in der Nähe von zeitkritischen Signalleitungen (13) des Schaltungslayouts befindet, nicht zur Erweiterung der Versorgungsleitungen (15, 16) verwendet, wobei die Vorrichtung (31) zusätzlich derart ausgestaltet ist, dass sie das Layout von Versorgungsleitungen (15, 16) dahingehend optimiert, dass die Versorgungsleitungen (15, 16) mindestens zwei Versorgungsleitungen umfassen, welche unterschiedliches Potential (V_DD, V_SS) tragen, wobei sie beide Versorgungsleitungen (15, 16) dadurch erweitert, indem sie die Versorgungsleitungen (15, 16) jeweils mit zwei parallel verlaufenden Leitungen erweitert, welche sie auf parallel verlaufenden unbenutzten Tracks (18) platziert.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (31) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–10 ausgestaltet ist.
Vorrichtung zur Erstellung eines Layouts einer Schaltung mit Speichermitteln (32) zum Speichern von Informationen von zu erstellenden Verbindungen der Schaltung, und mit rechnergestützten Entwurfsmitteln zum rechnergestützten Erstellen des Layouts auf Grundlage der in den Speichermitteln (32) gespeicherten Informationen, wobei die Vorrichtung (31) derart ausgestaltet ist, dass sie in einem ersten Schritt mittels der in den Speichermitteln (32) gespeicherten Informationen mittels eines Schaltungslayout-Erstellungsverfahrens ein Layout erstellt, wobei Anforderungen bezüglich einer Auslegung eines Versorgungsleitungen (15, 16) betreffenden Teils des Schaltungslayouts höchstens um einen bestimmten Prozentsatz vermindert werden, welcher einem Prozentsatz entspricht, zu dem das Verfahren nach einem der Ansprüche 1–11 die Auslegung des die Versorgungsleitungen (15, 16) betreffenden Teils des Schaltungslayouts mindestens verbessert, und dass sie in einem zweiten Schritt als ein Teil des Layouts ein Layout von Versorgungsleitungen (15, 16) optimiert, indem sie ungenutzte Tracks (18) des Layouts zur Erweiterung der Versorgungsleitungen (15, 16) verwendet.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (31) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 11–13 ausgestaltet ist.
Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches bei Ausführung in einem Rechnersystem (31) das Verfahren nach einem der Ansprüche 1–14 ausführt.