DE1538604B2 - Verfahren zum realisieren einer elektrischen integrierten schaltung - Google Patents
Verfahren zum realisieren einer elektrischen integrierten schaltungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Realisieren einer elektrischen Schaltung durch Zuteilen
der Schaltungselemente des Schaltbildes zu den einzelnen Positionen eines eine Vielzahl von Schaltungselementen,
die jedoch nicht alle verwendbar sind, enthaltenden monolithischen Schaltungsplättchens,
und durch nachfolgendes V-erbinden dieser schaltungselemente miteinander 'entsprechend dem
Zuteilen der Schaltungselemente zu den Positionen des Schaltungsplättchens.
Der Bedarf nach kleineren und schnelleren elektronischen Schaltungen hat zur Entwicklung der
Technologie integrierter Schaltungen geführt, wobei mehrere Schaltungselemente oder sogar Schaltungen
auf einem einzigen Kristallplättchen erzeugt werden und diese intern miteinander verbunden sind, so daß
eine vollständige Funktionseinheit entsteht. Da bei dieser Art der Schaltungstechnik Anschlußklemmen
nur für Eingänge und Ausgänge der Funktionseinheit erforderlich sind, weil deren einzelne Schaltungselemente
durch den Herstellungsprozeß bereits miteinander verbunden wurden, wird die Gesamtzahl
der benötigten Anschlußklemmen ebenso wie die Kompliziertheit der Verdrahtung der Schaltung wesentlich
verringert. Weiter gestattet diese Schaltungstechnik die Verwendung kürzerer Leitungen und daher
höherer Arbeitsgeschwindigkeiten.
Üblicherweise werden mehrere gleiche Schaltungselemente oder Schaltungen auf einem einzigen Kristallplättchen
angeordnet, und ausgewählte dieser Schaltungselemente werden zu einer Schaltungsanordnung
für die Ausführung einer gewünschten Funktion miteinander verbunden. Die Verbindungen
können entweder durch Verdrahten von für jedes Schaltungselement vorgesehenen Stiften oder durch
das Aufgalvanisieren von Verbindungsleitungen auf den Kristall oder durch Photoätzung oder andere bekannte
Verfahren hergestellt werden. Bei der Zuteilung der Positionen auf dem Schaltungsplättchen
für das Ausführen der Funktion jeder der Schaltungen in der Schaltungsanordnung ist es vor allem
wichtig, die Kompliziertheit der Verdrahtung dadurch so weit wie möglich zu verringern, daß miteinander
verbundene Schaltungen Positionen auf dem Plättchen zugeteilt werden, die möglichst nahe aneinanderliegen.
Dies hat auch zur Folge, daß die Leitungslänge verringert und daher die Arbeitsgeschwindigkeit
erhöht wird.
Es gibt zwar Algorithmen für das Ausführen der Zuteilungsfunktion, aber im allgemeinen geschieht
das mittels iterativer Operationen und mittels Versuchen, wobei alle zu plazierenden Schaltungselemente
und alle Positionen auf dem Schaltungsplättchen bei allen oder den meisten Iterationen geprüft
werden müssen. Mit diesen Lösungswegen kann man ziemlich gute Ergebnisse erreichen, aber sie sind
ziemlich zeitraubend und teuer und manchmal auch bezüglich der Größe, Form oder Art der Schaltung
und der Konfiguration, auf die sie anwendbar sind, beschränkt.
Ein besonderes Problem, zu dessen Lösung nur wenige der bekannten Verfahren geeignet sind, entsteht
dann, wenn es Schaltungselemente oder Schaltungen auf dem monolithischen Schaltungsplättchen
gibt, die die Anforderungen nicht erfüllen und daher nicht oder nur begrenzt benutzt werden können.
Bisher hat man das ganze Schaltungsplättchen weggeworfen, wenn ein oder mehrere fehlerbehaftete
Schaltungselemente gefunden wurden, oder man hat ein Verdrahtungsschema für das fehlerbehaftete
Schaltungsplättchen von Hand bestimmt. Wenn monolithische Schaltungsplättchen mit vielleicht
hundert darauf befindlichen einzelnen Schaltungen mit Hilfe der derzeitigen Technologie hergestellt
werden, ist der Anteil der fehlerfreien Schaltungsplättchen
so klein, daß es wirtschaftlich nicht vertretbar ist, alle fehlerbehafteten Schaltungsplättchen
ίο wegzuwerfen. Die Bestimmung eines Verdrahtungsschemas für diese Schaltungsplättchen von Hand ist
viel zu zeitraubend und kostspielig, um praktisch durchführbar zu sein, und ergibt im allgemeinen auch
kein optimales Verdrahtungsschema. Daher besteht Bedarf nach einem Verfahren, durch das eine elektrische
Schaltung realisiert wird durch Zuteilen der Schaltungselemente des Schaltbildes zu den einzelnen
Positionen eines eine Vielzahl von Schaltungselementen, die jedoch nicht alle verwendbar sind,
enthaltenden monolithischen Schaltungsplättchens, durch welches Verfahren anschließend das Verbinden
der Schaltungselemente miteinander entsprechend dem Zuteilen der Schaltungselemente zu den
Positionen des Schaltungsplättchens erfolgt. Gleichfalls besteht Bedarf nach einer Anordnung zum ■
Durchführen eines solchen Verfahrens.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die folgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet:
a) Speichern von Informationen über den Schaltungsaufbau
einschließlich von Bewertungen (Gewichten) für die von jedem Schaltungselement ausgehenden Verbindungsleitungen;
b) Bestimmen der Summe der Bewertungen der Verbindungsleitungen für jedes Schaltungselement
und Speichern aller Summen;
c) Bestimmen der Reihenfolge für das Zuteilen der Schaltungselemente des Schaltbildes zu den
Positionen des Schaltungsplättchens auf Grund der im Verfahrensschritt b) gespeicherten
Summen;
d) Zuteilen des ersten Schaltungselementes zu einer ausgewählten Position auf dem Schaltungsplättchen;
e) Auswählen von sogenannten Anwärterpositionen, d. h. von Positionen auf dem Schaltungsplättchen,
denen das nächste Schaltungselement zugeteilt werden kann, in vorherbestimmter Weise im Hinblick auf Positionen, denen bereits
ein Schaltungselement zugeteilt wurde;
f) Bestimmen der geeignetsten Anwärterposition aus mehreren solcher Positionen;
g) Zuteilen des nächsten Schaltungselementes zu der geeignetsten Anwärterposition;
h) Wiederholen der Verfahrensschritte e), f) und g), bis alle Schaltungselemente des Schaltbildes den
Positionen auf dem Schaltungsplättchen zugeteilt sind, und Speichern einer Liste, die die Reihenfolge
festhält, in der die Schaltungselemente den Positionen des Schaltungsplättchens zugeteilt
wurden (sogenannte Zuteilungsliste), und ...
i) Einleiten des Verbindens der Positionen des Schaltungsplättchens, denen Schaltungselemente
i) Einleiten des Verbindens der Positionen des Schaltungsplättchens, denen Schaltungselemente
g zugeteilt wurden, zu der gewünschten Schaltung.
Die genannten Verfahrensschritte ermöglichen einen rascheren und weniger kostspieligen Zuteilungsvorgang,
als das bei bekannten Verfahren der
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Fall ist. Außerdem erlaubt das Verfahren nach der Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich
Erfindung auch die Verwendung solcher monolithi- aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung
scher Halbleiterplättchen für das Realisieren einer mit der Figur, in der ein Blockschaltbild einer An-
Schaltung, bei denen nicht alle Schaltungselemente Ordnung zum Durchführen des Verfahrens gemäß
brauchbar sind. 5 der Erfindung dargestellt ist.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung um- Die Figur zeigt die Hauptbestandteile eines Syfaßt
der Verfahrensschritt zum Bestimmen der stems zur Herstellung von integrierten Schaltungen
Reihenfolge für das Zuteilen der Schal|sngselemente auf monolithischen Schaltungsplättchen, auf denen
des Schaltbildes zu den Positionen d!s Schaltungs- mehrere einzelne Schaltungselemente gebildet sind,
plättchens folgende Teilschritte: io Es wird angenommen, daß die Ausbeute an Schala)
Bestimmen des Schaltungselementes, für das die tungselementen auf einem gegebenen Schaltungs-Summe
der gespeicherten Bewertungen seiner Plattchen im allgemeinen unter hundert Prozent
Verbindungsleitungen am größten ist, he&- 0^ erste Hauptteil des Systems ist das soge-._..
, τ, . , j. OT-I nannte Plazierungssystem 10. Das Plazierungssystem
ß) Speichern der Bezeichnung dieses Schaltungs- 10 ist in zwd Tdle unterteilt das sogenannte Reihenelementes
als erstes in einer Liste die die foigeSystem 12 und das sogenannte Zuteilungs-Reihenfolge
des Zuteilern der Schaltungs- system 14. Informationen bezüglich der auf dem
elemente festlegt (sogenannte Zuteilungshste), Schaltungsplättchen zu bildenden Schaltung werden
j-) Bestimmen desjenigen Schaltungselementes, das dem Plazierungssystem 10 über die Leitungen 16 aus
die meisten Verbindungen zu dem unmittelbar ao der Quelle 18 zugeführt. Bei der Quelle 18 kann es
vorher in die Liste aufgenommenen Schaltungs- sich z.B. um Magnetband, Lochkarten oder eine
element aufweist, andere geeignete Eingabequelle für ein Rechner- S) Eintragen der Bezeichnung dieses Schaltelemen- system handeln. Ebenso werden Angaben bezüglich
tes als nächste in die Zuteilungsliste, .·· der relativen, den Verbindungen zwischen verschiee)
Wiederholen der beiden letzten Teilschritte, bis 2S denen Schaltungselementen zu gebenden Bewertung
die Bezeichnungen aller Schaltungselemente der ^em Plazierungssystem 10 über die Leitungen 20 aus
zu realisierenden Schaltung sich auf der Zutei- <*er Quelle 22 zugeführt. Die Quelle 22 kann ebenlungsliste
befinden *a"s Magnetband, Lochkarten oder eine andere geeignete
Eingabequelle für ein Rechnersystem sein.
Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch ge- 3° Informationen bezüglich der Größe und der Form
kennzeichnet, daß für den Fall, daß mehrere der des monolithischen Schaltungsplättchens und bezügnoch
nicht in die Zuteilungsliste aufgenommenen lieh der Schaltungselemente auf diesem Plättchen,
Schaltungselemente gleich viel Verbindungen zu dem die gut und schlecht sind, werden dem Plazierungszuletzt
in diese Liste eingetragenen Schaltungs- system 10 über die Leitungen 24 aus der Schaltungselement
aufweisen, bestimmt wird, welches dieser 35 plättchen-Prüfvorrichtung 26 zugeführt. Die Be-Schaltungselemente
mit den meisten Schaltungs- schaffenheit der Plättchen-Prüfvorrichtung 26 hängt elementen überhaupt verbunden ist, und daß die vollständig von der Art der zu prüfenden Schaltungs-Bezeichnung
dieses Schaltungselementes als nächste elemente sowie von den zur Annahme oder Zurückin
die Zuteilungsliste aufgenommen wird. Weisung eines Schaltungselements aufgestellten Kri-In
Ausgestaltung der Erfindung wird als Position 4° terien ab. Während gemäß der Figur Informationen
für das Zuteilen des ersten Schaltungselementes eine durch die Prüfvorrichtung 26 direkt dem Plaziezentral
gelegene Position auf dem Schaltungsplätt- rungssystem 10 zugeführt werden, versteht es sich,
chen gewählt. daß dies nur der Veranschaulichung dient und daß Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden die Ausgangssignale der Prüfvorrichtung 26 z. B. auf
die Anwärterpositionen so ausgewählt, daß sie eine 45 Magnetbändern oder Lochkarten gespeichert und
Grenze um Positionen bilden, denen bereits Schal- von dort aus dem Plazierungssystem 10 zugeleitet
tungselemente zugeteilt wurden. werden könnten. Die Informationen bezüglich der Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung Größe und Form der Schaltungsplättchen könnten
wird nach dem Zuteilen der Schaltungselemente des auch von einer besonderen Quelle geliefert werden,
Schaltbildes zu den einzelnen Positionen des Schal- 5° während Informationen bezüglich der Qualität der
tungsplättchens zunächst das die geringsten Kosten Schaltungselemente auf dem Schaltungsplättchen nur
verursachende Muster von Verbindungsleitungen von der Prüfvorrichtung 26 geliefert werden,
zwischen den Schaltungselementen des Schaltungs- Das Reihenfolgesystem 12 verwendet die auf der
plättchens bestimmt und eine Vorrichtung zum Auf- Leitung 16 vorliegenden Informationen bezüglich der
bringen der Verbindungsleitungen auf das Schal- 55 zu bildenden Schaltung und die Bewertungsangaben
tungsplättchen entsprechend gesteuert. auf der Leitung 20, um die Reihenfolge zu bestim-Die
Erfindung gibt in Verbindung mit ihren vor- men, in der die Schaltungselemente den Schaltungsher genannten Weiterbildungen und Ausgestaltungen Positionen auf dem Schaltungsplättchen zuzuteilen
ein flexibles Verfahren zum Realisieren einer elek- sind. Dies geschieht, indem zuerst die Summe der betrischen
Schaltung an, das für Schaltungen unter- 6p werteten Eingänge und Ausgänge für jedes Schalschiedlicher
Art und für monolithische Schaltungs- tungselement in der Schaltung festgestellt und dann
plättchen verschiedener Größe geeignet ist. Die für das Schaltungselement mit der höchsten Summe als
das Zuteilen der Schaltungselemente herangezogenen erstes zuzuteilendes Schaltungselement ausgewählt
Kriterien können ohne umfangreiche Änderungsmaß- wird. Dann wird die Summe der Beziehungen jedes
nahmen abgeändert werden. Ferner wird durch das 65 nicht schon in der Reihenfolgeliste enthaltenen
Verfahren nach der Erfindung erreicht, daß die Ver- Schaltungselements zu den bereits in dieser Liste bebindungsleitungen
der Schaltung so kurz wie möglich findlichen Schaltungselementen festgestellt, und das
ausgeführt werden. Schaltungselement, das die höchste dieser Summen
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hat, wird als nächstes Schaltungselement für die rithmus zum Bestimmen des Leitungsverlaufs, wel-Liste
ausgewählt. Falls die letztgenannte Feststellung eher Algorithmus für einen Allzweckrechner prozwei
oder mehr Schaltungselemente mit dem glei- grammiert worden ist, ist in einem Artikel unter der
chen Maximalwert von Beziehungen zu bereits auf Überschrift »An Algorithm For Path Connections
die Reihenfolgeliste gesetzten Schaltungselementen 5 and Its Applications« von CY. Lee in der Sepergibt,
wird dasjenige der Schaltungselemente mit tember-Ausgabe 1961 der IRE Transactions On
den meisten Beziehungen zu allen ,Schaltungselemen- Electronic Computers beschrieben,
ten in der Schaltung als als nächstes auf die Liste zu Der durch das System 30 bestimmte Leitungsversetzendes
Schaltungselement ausgewählt. lauf wird über die Leitung 32 der Verdrahtungsvor-
Nachdem alle Schaltungselemente durch das io richtung 34 als Eingangsinformationen zugeführt.
Reihenfolgesystem 12 in die Zuteilungsliste einge- Die Verdrahtungsvorrichtung 34 führt die eigentliche
setzt worden sind, ist das Zuteilungssystem 14 des Verbindung der ausgewählten Schaltungselemente
Plazierungssystems 10 bereit, seine Arbeit zu begin- zu der gewünschten elektrischen Schaltung aus. Sind
nen. Das Zuteilungssystem teilt das erste Schaltungs- für jedes Schaltungselement Stifte vorgesehen, kann
element in der durch das Reihenfolgesystem 12 auf- 15 die Verdrahtung mittels bekannter Drahtwickelgestellten
Liste einer zentral gelegenen Position auf maschinen erfolgen, wie sie z. B. in den drei USA.-dem
Schaltungsplättchen zu. Dabei kann es sich um Patenten 2 862 670, 2 862 671 und 2 905 400 beeine
Position in der Mitte des Schaltungsplättchens schrieben sind. Sind auf dem Schaltungsplättchen
oder um eine von Hand ausgewählte Position han- keine Stifte vorhanden, kann die eigentliche Verdeln,
die selbst ein brauchbares Element ist, sich nahe 20 drahtung dadurch herbeigeführt werden, daß das
der Mitte des Schaltungsplättchens befindet und sich Plättchen auf eine bewegliche Einspannvorrichtung
außerdem in der Mitte eines Bereichs brauchbarer gesetzt wird, die ihrerseits bei Verwendung von
Schaltungselemente befindet. Dann teilt das Zutei- Photoätzverfahren unter einen Lichtstrahl oder auch
lungssystem 14 das nächste Schaltungselement in der unter eine geeignete Beschichtungsvorrichtung ge£
Zuteilungsliste einer Position neben derjenigen zu, 35 bracht wird. Mittels der Informationen aus dem Syder
das erste Schaltungselement zugeteilt worden ist. stem 30 zum Bestimmen der Verdrahtung wird die
Eventuelle Arbeitsgänge, die ausgeführt werden kön- Einspannvorrichtung in den entsprechenden Richnen,
wenn sich keine guten Positionen neben der tungen bewegt, damit die gewünschte Verdrahtung
Position, der das erste Schaltungselement zugeteilt entsteht.
worden ist, befinden, werden weiter unten beschrie- 30 ■ Im folgenden wird die allgemeine Arbeitsweise des
ben. Für jedes nachfolgende Schaltungselement in Plazierungssystems erläutert. Der erste Schritt des
der Zuteilungsliste erfolgt eine Bestimmung bezug- Arbeitsablaufs, der Schritt 1 besteht darin, eine Belich
der Summe der bewerteten Abstände jeder un- Schreibung der Schaltung, ihrer Verbindungen und
benutzten guten Position auf dem Schaltungsplätt- der den Verbindungen zugeteilten Bewertung in die
chen, die z. B. neben einer Position liegt, der schon 35 entsprechenden Speichervorrichtungen des Plazieein
Schaltungselement zugeteilt worden ist, von den rungssystems einzulesen. Wie schon erwähnt, können
Positionen, denen Schaltungselemente zugeteilt wor- die gewünschten Informationen zunächst auf Maden
sind, welche mit dem nächsten Schaltungs- gnetband, Lochkarten oder anderen üblichen Aufelement
in der Zuteilungsliste verbunden sind. Die Zeichnungsträgern gespeichert und dem Rechner in
Position, für welche die Summe am kleinsten ist, ist 4° normaler Art und Weise zugeleitet werden. Im
eine Position, der das nächste Schaltungselement in Schritt 2 werden die Größe des Schaltungsplättchens
der Liste zugeteilt wird. Falls zwei oder mehr Posi- sowie andere Aufbaudaten in das System eingegeben,
tionen dieselbe niedrige Summe aufweisen, wird z.B. Während dieses Schrittes werden die maximalen
diejenige gewählt, die der Mitte des Schaltungs- X- und Γ-Koordinaten auf dem Schaltungsplättchen
plättchens am nächsten liegt. 45 in das System eingeführt. Die anderen Aufbaudaten
Die Arbeitsgänge des Reihenfolgesystems können können Zuteilungskriterien einschließen, falls keine
entweder von Hand mit einem Spezialrechner oder festen Kriterien verwendet werden, und Informatiomit
Hilfe eines Programms mit einem Allzweck- nen über die zentrale Position auf dem Schaltungsrechner ausgeführt werden. Ein Verfahren zum Be- plättchen, der das erste Schaltungselement zuzuordtrieb
des Reihenfolgesystems wird in einem späteren 50 nen ist. Im Schritt 3 des Arbeitsablaufs wird eine AnAbschnitt
beschrieben. Außerdem folgen weiter gäbe der schlechten Schaltungspositionen auf dem
unten eine Beschreibung eines Verfahrens zur Aus- Schaltungsplättchen in dem System gespeichert. Das
führung der Arbeiten des Zuteilungssystems und eine geschieht, indem die Koordinaten schlechter Schal-Beschreibung
eines Spezialrechners für das Durch- tungspositionen gelesen werden und ein sogenanntes
führen des betreffenden Verfahrens. 55 Angabenbit im Kernspeicher an jeder einer schlech-
Nachdem allen Schaltungselementen durch das ten Schaltungsposition auf dem Schaltungsplättchen
Zuteilungssystem Positionen auf dem Schaltungs- entsprechenden Stelle den Binärwert Null speichert,
plättchen zugeteilt worden sind, werden diese Infor- Der Kernspeicher wird weiter unten im einzelnen
mationen über die Leitungen 28 dem System 30 zum beschrieben.
Bestimmen der Verdrahtung zugeführt. Weitere Ein- 60 Die Schritte 1 bis 3 sind vorbereitende Arbeiten,
gangsleitungen des Systems 30 sind die Leitung 16 die das Plazierungssystem ausführen muß, um alle
aus der Quelle 18 für den Schaltungsaufbau und die Daten zu sammeln, die es benötigt, und um die Daten
Leitung 20 aus der Quelle 22 für die Bewertungs- in eine Form zu bringen, die durch das Reihenfolgedatenquelle.
Das System 30 bestimmt den Verlauf und das Zuteilungssystem verwendbar ist. Nach Abder
Leitungen, welche die durch das Plazierungs- 65 schluß dieser vorbereitenden Arbeiten ist das System
system 10 plazierten Schaltungselemente verbinden nun bereit, mit den Arbeitsgängen des Reihenfolgesollen.
Das System 30 kann ein Spezialrechner oder systems zu beginnen. Der erste Schritt des Reihenein
programmierter Allzweckrechner sein. Ein Algo- folgesystems ist Schritt 4. Während dieses Schritts
werden die Summen der bewerteten Verbindungen zu jedem Element berechnet und dann gespeichert. Die
Tabelle, in der sie gespeichert werden, ist die sogenannte WP"-Liste. Der nächste Schritt des Reihenfolgesystems ist Schritt 5, währenddessen drei Listen begonnen
werden, nämlich die T-Liste, die. /-Liste und die Z)-Liste. Aus der W-Liste wird da£ Schaltungselement
mit der höchsten bewerteten"'Summe als erstes Schaltungselement in der T-Liste ausgewählt.
Die Γ-Liste enthält schließlich alle Schaltungselemente in der Reihenfolge, in der sie zugeteilt werden
sollen. Alle Schaltungselemente, welche an in dei Γ-Liste aufgeführte Schaltungselemente angeschlossen
sind, sind in der /-Liste aufgeführt, und die bewerteten Verbindungen der in der /-Liste aufgeführten
Schaltungselemente mit den in der T-Liste aufgeführten Schaltungselementen werden in der D-Liste
gespeichert. Während des letzten Schrittes des Reihenfolgesystems des Schrittes 6 wird die T-Liste fertiggestellt.
Das geschieht, indem aus der D-Liste das Schaltungselement ausgewählt wird, für welches die
Summe der bewerteten Verbindungen zu den bereits in der Γ-Liste enthaltenen Schaltungselementen am
größten ist, und dieses Schaltungselement als nächstes auf die Γ-Liste gesetzt wird. Jedesmal, wenn das geschieht,
wird das zugeteilte Schaltungselement aus der /- und der D-Liste getilgt, und alle nicht schon in der
/-Liste stehenden Schaltungselemente, die an die zugeteilten Schaltungselemente angeschlossen sind, werden
zusätzlich auf diese Liste gesetzt. Die in der D-Liste gespeicherten Bewertungen werden dann so
berichtigt, daß sie das Hinzufügen des neuen Schaltungselementes zur T-Liste wiedergeben. Ist die
Summe der bewerteten Verbindungen in der D-Liste für zwei oder mehr Schaltungselemente gleich, wird
auf der W-Liste nach diesen Schaltungselementen gesucht, und das Schaltungselement, das in der W-Liste
die höchste Bewertungssumme hat, wird als nächstes auf die Liste zu setzendes Schaltungselement ausgewählt.
Nach Speicherung aller Schaltungselemente in der T-Liste kann das Zuteilungssystem seine Arbeit beginnen.
Der erste Schritt des Zuteilungssystems ist der Schritt 7. Während dieses Schritts wird das erste
Schaltungselement in der T-Liste einer zentral gelegenen Stelle des Kernspeichers zugeordnet. Wie schon
erwähnt, enthält der Kernspeicher je eine Stelle für jede Position des Schaltungsplättchens. In der Praxis
kann die Position, der das erste Schaltungselement der T-Liste zugeteilt wird, die tatsächliche Mittelstelle
des Kernspeichers sein, oder sie kann eine Stelle sein, welche einer Position auf dem Schaltungsplättchen
entspricht, die manuell als gute Position nahe der Mitte des Schaltungsplättchens und in der Mitte eines
Bereichs guter Positionen festgestellt worden ist.
Nach Zuteilung des ersten Schaltungselements in der T-Liste führt das Zuteilungssystem einen weiteren
Schritt aus. In diesem Schritt, dem Schritt 8, prüft das System alle Positionen, die sich neben der Position
befinden (d. h. darüber, darunter, rechts oder links davon), der soeben ein Schaltungselement zugeteilt
worden ist, und denjenigen dieser Positionen, die nicht bereits in der sogenannten Positionsanwärterliste enthalten
sind, denen kein Schaltungselement zugeteilt worden ist und die als brauchbare Positionen festgestellt
worden sind, werden mit auf die Positionsanwärterliste gesetzt. Die Verwendung der Positionsanwärterliste
wird gleich beschrieben werden. Es folgt der nächste Schritt des Zuteilungssystems, der
Schritt 9, währenddessen festgestellt wird, ob sich irgendwelche Anwärterpositionen in der Positionsanwärterliste
befinden. Falls im Schritt 9 keine Positionen in der Positionsanwärterliste gefunden werden,
führt das System den Schritt 10 aus, währenddessen eine Fehleranzeige erzeugt wird. Bei Erzeugung einer
Fehleranzeige wird entweder das Schaltungsplättchen ausgeschieden oder versucht, die Zuteilungsoperation,
ίο die an einer neuen Anwärterposition begonnen wird,
auszuführen (d. h., der Schritt 7 wird wiederholt), wobei das erste Schaltungselement in der T-Liste einer
anderen Position zugeteilt wird. Statt dessen kann auch einer von verschiedenen möglichen Schritten
ausgeführt werden, wenn eine Fehleranzeige empfangen wird, damit das Zuteilungssystem die Möglichkeit
hat, seine Operation abzuschließen, wenn die bevorzugte Betriebsart nicht mehr möglich ist. Eine
dieser ebenfalls möglichen Betriebsarten besteht darin, das Kriterium, daß eine neu auf die Positionsanwärterliste
gesetzte Position an eine Position angrenzen muß, der ein Schaltungselement zugeteilt
worden ist, zu beseitigen und alle Positionen im Kernspeicher, die die beiden für den Schritt 8 erforderliehen
Bedingungen erfüllen, neu auf die Positionsanwärterliste zu setzen. Weiter unten werden noch
andere mögliche Alternativschritte beschrieben, die während des Schrittes 10 ausgeführt werden können.
Wenn im Schritt 9 ein JA-Ausgangssignal erhalten wird, folgt nun als nächster der Schritt 11. Während
dieses Schrittes wird der nächste Punkt auf der T-Liste festgestellt. Von Schritt 11 aus geht das System
zu Schritt 12 über, währenddessen alle Schaltungselemente, die Positionen auf dem Schaltungs-
•35 plättchen zugeteilt worden sind, geprüft werden und
festgestellt wird, welche dieser Schaltungselemente mit dem nächsten zuzuteilenden Schaltungselement in
der T-Liste verbunden sind. Auch die Bewertungen dieser Verbindungen werden während dieses Schritts
des Arbeitsablaufs bestimmt. Es folgt der Schritt 13, währenddesen jede Anwärterposition in der Positionsanwärterliste
geprüft und festgestellt wird, wie sich die Kosten der Verwendung dieser Position zu den
Kosten der Verwendung der anderen Positionen verhalten. Die Kosten ergeben sich aus der Summe des
Quadrats der Entfernung dieser Position von der Position, der jedes der während des Schritts 12 bestimmten
Schaltungselemente zugeteilt ist, multipliziert mit der der betreffenden Verbindung zugeordneten
Bewertung. Die Position, deren Kosten als die niedrigsten festgestellt werden, wird als die beste
Position ausgewählt. Im Schritt 14 wird das Element tatsächlich der während des Schrittes 13 bestimmten
besten Position zugeteilt. Das geschieht durch Aufzeichnen der Bezeichnung des Schaltungselementes in
der entsprechenden Stelle des Kernspeichers. Das System geht dann zum Schritt 15 über, währenddessen
die Positionsanwärterliste dadurch berichtigt wird, daß die soeben verwendete Position gestrichen wird und
verschiedene andere, weiter unten beschriebene organisatorische Schritte ausgeführt werden.
Während des folgenden Schrittes 16 wird bestimmt, ob alle Elemente plaziert worden sind. Das geschieht
durch einen Vergleich der T-Nummer des soeben plazierten Elements mit der höchstmöglichen T-Nummer.
Falls alle Elemente plaziert sind, erzeugt das System ein Ausgangssignal, das den Abschluß der
Plazierungsphase der Operation anzeigt. Dieses Signal
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kann das Ausdrucken des Inhalts des Kernspeichers Schaltungspositionen auf dem Schaltungsplättchen in
oder die Übertragung der im Kernspeicher enthalte- das System eingegeben werden und die linke Annen
Informationen zu dem System 30 zum Bestim- gaben-Bitstelle für jede entsprechende Stelle im Kernmen
der Verdrahtung (Figur) bewirken. Falls im speicher auf null rückgestellt wird. Durch das Rück-Schritt
16 festgestellt wird, daß noch Schaltungs- 5 stellen dieser Bitstelle auf null wird verhindert, daß
elemente zuzuteilen sind, kehrt das System zum sie als Anwärterposition ausgewählt wird.
Schritt 8 zurück, um neue Anwärternositionen auf die Das System hat nun die vorbereitenden Lade-Positionsanwärterliste zu setzen. Dann führt das Sy- schritte abgeschlossen und ist bereit, den ersten stem für jedes zuzuteilende Schaltungselement die Schritt (Schritt 4) des Reihenfolge-Systems in Angriff Schritte 9 bis 16 aus, bis während des Schrittes 16 io zu nehmen. Der Schritt 4 besteht ebenfalls aus mehfestgestellt wird, daß alle Elemente zugeteilt worden reren Teilschritten. Während des Teilschrittes 118, sind. des ersten Teilschrittes dieser Operation, wird das
Schritt 8 zurück, um neue Anwärternositionen auf die Das System hat nun die vorbereitenden Lade-Positionsanwärterliste zu setzen. Dann führt das Sy- schritte abgeschlossen und ist bereit, den ersten stem für jedes zuzuteilende Schaltungselement die Schritt (Schritt 4) des Reihenfolge-Systems in Angriff Schritte 9 bis 16 aus, bis während des Schrittes 16 io zu nehmen. Der Schritt 4 besteht ebenfalls aus mehfestgestellt wird, daß alle Elemente zugeteilt worden reren Teilschritten. Während des Teilschrittes 118, sind. des ersten Teilschrittes dieser Operation, wird das
Es folgt eine genauere Beschreibung der vorberei- erste Schaltungselement als Schaltungselement N antenden
Schritte und des Reihenfolgesystems. Wie be- gesehen. Während des nächsten Teilschrittes 120 wird
reits erwähnt, besteht der Schritt 1 der Operation 15 die der Zeile N und der Spalte 1 entsprechende Posidarin,
eine Beschreibung der Systemverbindungen tion in des W-Matrixspeichers angesteuert und die
und deren Bewertungen in den Kernspeicher einzu- darin gespeicherte Bewertung einem Pf'-Akkumulator
lesen, der im folgenden als ^-Matrixspeicher bezeich- zugeleitet. Die an der Adresse 1 in des W-Matrixnet
wird. Dabei handelt es sich um einen dreidimen- Speichers gespeicherte Bewertung wird auf diese
sionalen Speicher, in dem die Bewertung der Verbin- 20 Weise entnommen und dem !^'-Akkumulator zugedungen
zwischen den Schaltungselementen durch eine leitet. Auf den Teilschritt 120 folgt der Teilschritt 122,
bestimmte Zeile und das Schaltungselement durch währenddessen festgestellt wird, ob alle Positionen in
eine bestimmte Spalte, die in der dritten Dimension Zeile N des JF-Matrixspeichers angesteuert worden
sich erstreckt, dargestellt sind. Die an einem gege- sind. Falls nicht alle Positionen in Zeile N angesteu- „-·
benen Speicherplatz gespeicherte Bewertung ist die- 25 ert sind, führt das System den nächsten Teilschritt *
jenige von Leitungen, welche Signale aus dem durch 124 aus, währenddessen die nächste Position in
die Zeile dargestellten Schaltungselement zu dem Zeile N angesteuert und deren Inhalt zu der im
durch die Spalte dargestellten Schaltungselement ^'-Akkumulator gespeicherten Summe addiert wird,
übertragen. Falls das durch die Spalte dargestellte Nach der Ansteuerung der Position 1 des W-Matnx-Schaltungselement
Signale zu dem durch die Zeile 30 Speichers würde z. B. die Position 2 angesteuert werdargestellten
Schaltungselement sendet, wird dies an den. Vom Teilschritt 124 aus kehrt das System zum
der anderen Stelle, wo diese Schaltungselemente ein- Teilschritt 122 zurück, um festzustellen, ob alle Posiander
schneiden, dargestellt. Eine Null wird an jedem tionen in Zeile N angesteuert worden sind. Die Teil-Schnittpunkt
von Schaltungselementen, die nicht mit- schritte 122 und 124 werden wiederholt, bis während
einander verbunden sind, gespeichert. Die eigentliche 35 des Teilschrittes 122 festgestellt wird, daß alle Posi-Übertragung
von Informationen aus Lochkarten oder tionen in Zeile N angesteuert worden sind. Wenn das
Magnetbändern in den fF-Matrixspeicher kann in be- der Fall ist, verzweigt das System zu Teilschritt 126.
liebiger gebräuchlicher Weise geschehen. Im Teilschritt 126 wird die der Zeile 1 und der
Die einzelnen Teilschritte des Schrittes 1 der Ope- Spalte N entsprechende Position in dem W-Matrix-
ration werden jetzt erläutert. Im ersten dieser Teil- 40 speicher angesteuert und die darin gespeicherte Be-
schritte, dem Teilschritt 110, wird die Größe des wertung zu der bereits im PF'-Akkumulator gespei-
Kernspeichers bezüglich der Zeilen in das System cherten Summe addiert. Wenn angenommen wird,
eingegeben und in einem entsprechenden Register ge- daß N immer noch gleich 1 ist, würde dies bedeuten,
speichert, während im folgenden Teilschritt, dem daß die Position 1 erneut angesteuert wird. Auf den
Teilschritt 112, die Größe des Kernspeichers bezug- 45 Teilschritt 126 folgt Teilschritt 128, währenddessen
Hch der Spalten in das System eingegeben und in festgestellt wird, ob alle Positionen in Spalte N des
einem entsprechenden Register gespeichert wird. PF-Matrixspeichers angesteuert worden sind, und
Falls eine feststehende, zentral gelegene Position be- wenn nicht alle Positionen angesteuert worden sind,
nutzt wird und falls der oben beschriebene feste Zu- verzweigt das System zum Teilschritt 130. Während
teilungsalgorithmus verwendet wird, bei dem nur be- 50 des Teilschrittes 130 wird die nächste Position in
nachbarte Schaltungselemente bei Auswahl von An- Spalte N des fP-Matrixspeichers angesteuert und die
Wärterpositionen geprüft werden, ist dies alles, was darin gespeicherte Bewertung zu der im W-Akkumu-
im Schritt 1 getan zu werden braucht. Falls jedoch lator gespeicherten Summe addiert. Falls z. B. vorher
kein fester Algorithmus verwendet wird, kann ein die Position 1 angesteuert worden ist, wird nun die
anderes Anwärterauswahlkriterium während des 55 Position 15 angesteuert. Auf den Teilschritt 130 folgt
nächsten Teilschrittes, des Teilschrittes 114, in das nun wieder der Teilschritt 128, um festzustellen, ob
System eingegeben werden. Dieses Kriterium kann alle Positionen in Spalte N des »'-Matrixspeichers an-
z. B. zwei Positionen in jeder Richtung oder die gesteuert worden sind. Die Teilschritte 128 und 130
diagonalen Positionen zusätzlich zu denen über, unter, werden wiederholt, bis während des Teilschrittes 128
rechts oder links von einer benutzten Position um- 60 festgestellt wird, daß alle Positionen in Spalte N des
fassen. Ebenso kann, falls keine feststehende zentral fP-Matrixspeichers angesteuert worden sind. JVenn
gelegene Position als Position für das erste Schal- dies der Fall ist, verzweigt das System zum Teil-
tungselement in der Γ-Liste verwendet wird, die für schritt 132.
das betreffende Schaltungsplättchen zu verwendende Im Teilschritt 132 wird die im W-Akkumulator
zentrale Position während des folgenden Teilschrittes, 65 aufgelaufene Summe zu einer dem Schaltungsele-
des Teilschrittes 116 in das System eingegeben werden. ment N entsprechenden Position in einer J^'-Liste
Auf den Schritt 1 folgt der Schritt 2 der Operation, übertragen. Auf den Teilschritt 132 folgt der Teil-
währenddessen die Koordinaten der unbrauchbaren schritt 134, währenddessen die 2V-ZaM um eins erhöht
wird. Wenn z.B. Cl das erste als Schaltungselement N
berücksichtigte Schaltungselement war, wird jetzt das Schaltungselement Cl als Schaltungselement N betrachtet.
Es folgt der Teilschritt 136, währenddessen festgestellt wird, ob alle Schaltungselemente geprüft
worden sind. Wenn das nicht der Fall ist, kehrt das System zum Teilschritt 120 zurück, urrutiie Summe
der bewerteten Verbindungen zu dem rauen Schaltungselement N festzustellen. Wenn im Teilschritt 136
festgestellt wird, daß alle Schaltungselemente geprüft worden sind, führt das System den Teilschritt 138
aus, währenddessen eine Anzeige dafür, daß die W-Liste vollständig ist, erzeugt wird.
Nach Abschluß von Schritt 4 der Operation ist das System bereit zur Ausführung des Schrittes 5. Auch
dieser Schritt ist wieder aus Teilschritten zusammengesetzt. Während des Teilschrittes 154, des ersten
Teilschrittes dieser Operation, wird die W-Liste geprüft, um darin das Schaltungselement mit der am
höchsten bewerteten Summe zu finden. Dieses Schaltungselement wird als das erste Schaltungselement
für die Γ-Liste ausgewählt. Auf den Teilschritt 154 folgt der Teilschritt 156, währenddessen das im Teilschritt
154 ausgewählte Schaltungselement als erstes Schaltungselement in die T-Liste eingetragen wird.
Im folgenden Teilschritt 158, währenddessen die Namen der Schaltungselemente, die mit dem soeben
auf die T-Liste gesetzten Schaltungselement verbunden sind, in die /-Liste eingetragen werden und die
bewerteten Verbindungen jedes der Schaltungselemente in der /-Liste mit dem Schaltungselement in
der T-Liste in die D-Liste eingetragen werden. Nach Abschluß von Teilschritt 158 ist der Schritt 5 abgeschlossen,
und das System ist bereit, den Schritt 6 zu beginnen.
Im Schritt 50, der auch aus mehreren Teilschritten besteht, werden die restlichen Schaltungselemente in
die T-Liste eingetragen. Im ersten Teilschritt, dem Teilschritt 162, wird die D-Liste auf den Höchstwert
hin geprüft. Das Schaltungselement mit diesem Höchstwert ist dasjenige, das den bereits in der
T-Liste enthaltenen Schaltungselementen am stärksten zugeordnet ist. Auf den Teilschritt 162 folgt der Teilschritt
164, in dem bestimmt wird, ob dieser Höchstwert gleich Null ist. Welche Bedeutung der Höchstwert
Null hat, wird noch erläutert werden. Falls der Höchstwert nicht gleich Null ist, führt das System den
Teilschritt 166 aus, währenddessen festgestellt wird, ob mehrere Einträge in der D-Liste denselben Höchstwert
haben. Ist das der Fall, führt das System den nächsten Teilschritt 168 aus, indem die W'-Liste
untersucht wird, um festzustellen, welche der Schaltungselemente mit dem Höchstwert in der D-Liste
den Höchstwert in der W-Liste aufweisen. Falls sich im Teilschritt 168 wieder ein Unentschieden ergibt,
führt das System den Teilschritt 170 aus, währenddessen das als nächstes in die T-Liste einzusetzende
Schaltungselement willkürlich ausgesucht wird. Auf den Teilschritt 170 folgt nun Teilschritt 172. Falls
während des Teilschrittes 166 oder 168 ein nicht unentschiedenes Ergebnis erhalten wird, geht das
System direkt zum Teilschritt 172 über. Während des Teilschrittes 172 wird der Name des während des
Teilschrittes 166, 168 oder 170 ausgewählten Schaltungselementes auf die T-Liste gesetzt, und der Eintrag
für das ausgesuchte Element in der D-Liste wird auf Null gesetzt. Auf Teilschritt 172 folgt dann Teilschritt
174, währenddessen die mit dem soeben in die T-Liste eingesetzten Schaltungselement verbundenen
Schaltungselemente festgestellt werden. Das geschieht, indem sowohl die Zeile als auch die Spalte in dem
W-Matrixspeicher für das soeben plazierte Schaltungselement
untersucht und die Schaltungselemente festgestellt werden, die Positionen mit von Null verschiedenen
Bewertungen entsprechen. Nach Teilschritt 174 führt das System den Teilschritt 176 aus,
währenddessen festgestellt wird, ob alle Verbindungen
ίο zu den soeben in die T-Liste eingesetzten Schaltungselementen gefunden sind. Falls nicht alle Verbindungen
festgestellt worden sind, führt das System den Teilschritt 178 aus, währenddessen festgestellt wird,
ob das Schaltungselement, das gerade geprüft wird und das mit dem soeben in die T-Liste eingesetzten
Schaltungselement verbunden ist, auch in der T-Liste enthalten ist. Ist dieses Schaltungselement in der
T-Liste enthalten, braucht nichts weiter damit getan zu werden, und das System kehrt zurück zum Teil-
ao schritt 174, um ein weiteres Schaltungselement zu finden, das mit dem soeben in die T-Liste eingetragenen
verbunden ist. Falls als Ergebnis des Teilschrittes 178 angezeigt wird, daß das untersuchte Schaltungselement
noch nicht in der T-Liste steht, führt das System den Teilschritt 180 aus. Während des Teilschrittes
180 wird festgestellt, ob das zur Zeit geprüfte angeschlossene Schaltungselement bereits in
der Anwärterliste / steht. Falls das Element schon in der Anwärterliste / enthalten ist, führt das System
den Teilschritt 182 aus, währenddessen die Bewertung der Verbindung zwischen dem in Prüfung befindlichen
Schaltungselement und dem soeben in die T-Liste eingesetzten Schaltungselement zu dem Wert
in der D-Liste für das untersuchte Schaltungselement addiert wird. Falls der Wert in der D-Liste für dieses
Schaltungselement gleich Null ist, bedeutet das, daß ein Fehler aufgetreten ist, und die vorher erwähnte
Addition wird nicht ausgeführt. Falls während des Teilschrittes 180 eine Anzeige dafür empfangen wird,
daß das als Anwärter geltende Schaltungselement noch nicht in der /-Liste steht, führt das System den
Teilschritt 184 aus.
Während dieses Teilschrittes wird das untersuchte Schaltungselement zusätzlich in die /-Liste eingetragen,
und die Bewertung der Verbindung zwischen dem Schaltungselement und dem soeben in die T-Liste
eingetragenen Schaltungselement wird in der D-Liste gespeichert. Von den Teilschritten 182 oder 184 aus
kehrt das System zurück zum Teilschritt 174, um zu versuchen, weitere Verbindungen zu den soeben
plazierten Schaltungselementen zu finden. Wenn im Teilschritt 176 eine Anzeige dafür empfangen wird,
daß alle Verbindungen gefunden sind, kehrt das System zu Teilschritt 162 zurück. Dies führt zu einem
neuen Versuch, ein Schaltungselement auf die D-Liste zu setzen. Wenn während des Teilschrittes 164 eine
Anzeige daf üriempf angen wird, daßMle Einträge in der
D-Liste gleich Null sind, bedeutet das, daß alle Schaltungselemente auf die T-Liste gesetzt worden sind und
der Reihenfolgeteil der Operation abgeschlossen ist. Daher führt das System nun den Teilschritt 186 aus,
in dem ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt wird.
Auf den Schritt 6 führt das System den Schritt 7
aus, der den ersten Schritt des Zuteilungssystems dargestellt. Während dieses Schrittes wird die T-Liste
untersucht, und das erste darin stehende Schaltungselement wird einer vorherbestimmten zentral gelege-
nen Position im Kernspeicher zugeordnet. Bei dieser Position kann es sich um eine feststehende Position
in der Mitte des Kernspeichers oder um eine Position handeln, die ausgesucht wird, wobei eine gute Position
nahe der Mitte des Kernspeichers und im Mittelpunkt eines Bereichs guter Positionen ausgesucht
wird. Der Schritt 7 stellt eine nur diesen Schritt umfassende Operation dar, so daßi-keine Teilschritte
erforderlich sind.
Anschließend führt das System den Schritt 8 aus, währenddessen neue Anwärterpositionen, denen ein
Schaltungselement zugeteilt werden kann, nach dem Grenzwählverfahren in die Positions-Anwärterliste
eingesetzt werden.
Der Schritt 8 besteht aus einer Reihe von Teilschritten. Der erste Teilschritt dieser Operation, der
Teilschritt 190, besteht darin, die Zeilen- und Spaltenposition des soeben plazierten Schaltungselementes zu
prüfen. Danach führt das System den Teilschritt 192 aus, währenddessen es der Reihe nach zuerst die eins
links davon liegende Position, dann die eins rechts davon liegende Position, dann die darüberliegende
und schließlich die Position unter der soeben benutzten Position prüft. Jedesmal nach Abschluß von Teilschritt
192 führt das System den Teilschritt 194 aus. Im Teilschritt 194 wird festgestellt, ob alle vier Positionen,
die an die Position, der soeben ein Schaltungselement zugeteilt worden ist, angrenzen, untersucht
worden sind. Falls nicht alle vier Positionen untersucht worden sind, verzweigt das System zu
Teilschritt 196, in welchem geprüft wird, ob die gerade untersuchte Position tatsächlich innerhalb des
Bereichs des M-Matrixspeichers fällt. Falls die Position innerhalb des M-Matrixspeichers liegt, geht das
System zum Teilschritt 198 über, in welchem die Angabe-Bitstelle im Kernspeicher für die gerade abgefragte
Position geprüft wird, um festzustellen, ob dies eine brauchbare Position ist, die nicht schon
vorher verwendet worden ist und nicht bereits in der Positions-Anwärterliste steht. Falls während des Teil-Schrittes
198 ein Angabebit eins gefunden wird, führt das System den Teilschritt 200 aus, währenddessen
die Angabe-Bitstelle, die soeben im Kernspeicher abgefragt worden ist, auf Null rückgestellt wird. Dadurch,
daß die Angabe-Bitstelle während des Teil-Schrittes 200 auf Null rückgestellt wird, wird verhindert,
daß diese Position wieder auf die Positions-Anwärterliste gesetzt wird. Nach dem Teilschritt 200
führt das System den Teilschritt 202 aus, währenddessen die Zeilen- und Spaltenkoordinaten der soeben
untersuchten Position unten auf die Positions-Anwärterliste gesetzt werden. Vom Teilschritt 202 aus
kehrt das System zurück zum Teilschritt 192, um die Untersuchung einer neuen angrenzenden Position zu
bewirken. Außerdem kehrt das System zum Teilschritt 192 zurück, falls während der Teilschritte 196
oder 198 ein NEIN-Ausgangssignal erhalten wird. Wenn während des Teilschrittes 194 eine Anzeige
dafür empfangen wird, daß alle vier Positionen untersucht worden sind, führt das System den Teilschritt
204 aus, währenddessen eine Anzeige dafür erzeugt wird, daß der Schritt 8 abgeschlossen ist und daß alle
angrenzenden Positionen, die auch Anwärterpositionen sind, jetzt in die Positions-Anwärterliste eingetragen
worden sind.
Das System führt dann den Schritt 9 aus. Während des Schrittes 9 wird die Positions-Anwärterliste untersucht,
um festzustellen, ob sie irgendwelche Anwärterpositionen enthält. Damit ist der Schritt 9 beendet.
Falls Schritt 9 ergibt, daß auf der Positions-Anwärterliste keine Anwärterpositionen mehr stehen, führt das
System anschließend den Schritt 10 aus. Im Schritt 10 wird eine Fehleranzeige erzeugt, und einer von mehreren
verschiedenen Schritten wird ausgeführt, damit das System die Zuteilungsfunktion selbst dann zu
Ende führen kann, wenn seine bevorzugte Betriebsart nicht mehr möglich ist. Ein solcher alternativer Schritt
besteht darin, alle brauchbaren, nicht gefüllten Positionen verfügbar zu machen. Dieser Schritt besteht
wieder aus einer Reihe von Teilschritten. Der erste Teilschritt in dieser Operation, der Teilschritt 210,
besteht darin, einen ausgewählten Eintrag im Kernspeicher zu untersuchen. Nach dem Teilschritt 210
führt das System den Schritt 212 aus, währenddessen festgestellt wird, ob alle Positionen im Kernspeicher
untersucht worden sind. Falls während des Teilschrittes 212 festgestellt wird, daß nicht alle Positionen
im Kernspeicher untersucht worden sind, führt das System anschließend den Teilschritt 214 aus.
Während des Teilschrittes 214 wird die Angabe-Bitstelle im Kernspeicher (F i g. 3 C) für die untersuchte (i
Position geprüft, um festzustellen, ob es ein Eins-Bil^-·
enthält. Ein in dieser Position gespeichertes Eins-Bit'* zeigt an, daß es sich um eine gute Position handelt,
die nicht schon vorher benutzt oder in die Positions-Anwärterliste eingesetzt worden ist. Ist in der Angabe-Bitstelle eine Null gespeichert, so ist die Position
nicht auf die Positions-Anwärterliste zu setzen, und das System kehrt zum Teilschritt 210 zurück.
Falls die Angabe-Bitstelle eine Eins enthält, ist die Position auf die Positions-Anwärterliste zu setzen,
und das System führt dann den Teilschritt 216 aus. In ihm wird die soeben untersuchte Angabe-Bitstelle
für die Position auf Null rückgestellt, damit diese Position nicht wieder auf die Positions-Anwärterliste
gesetzt wird. Nach dem Teilschritt 216 führt das System den Teilschritt 218 aus, währenddessen die
Zeilen- und Spaltenkoordinaten der neuen Anwärterposition unten auf die Positions-Anwärterliste gesetzt
werden. Vom Teilschritt 218 aus kehrt das System zum Teilschritt 210 zurück, um eine neue Position im
Kernspeicher zu suchen, die der Positions-Anwärter- / liste hinzugefügt werden kann. Wenn im Teilschritt
212 festgestellt wird, daß alle Positionen untersucht worden sind, führt das System anschließend den Teilschritt
220 aus, währenddessen festgestellt wird, ob sich jetzt Einträge in der Positions-Anwärterliste befinden.
Falls das nicht der Fall ist, wird das Schaltungsplättchen zurückgewiesen, oder es kann als
Alternative ein anderes, weiter unten beschriebenes Verfahren verwendet werden. Falls sich jetzt Positionen
in der Positions-Anwärterliste befinden, ist das System bereit, den nächsten Schritt auszuführen.
Andere während des Schrittes 10 ausführbare Operationen werden weiter unten noch beschrieben.
Wenn nach den Schritten 9 oder 10 angezeigt wird, daß sich Anwärterpositionen in der Positions-Anwärterliste
befinden, führt das System den Schritt 11 aus. Im Schritt 11 erhöht das System den T-Zählstand
um eins, um den nächsten auf die Γ-Liste zu setzenden Posten zu finden. Nach dem Schritt 11 führt das
System den Schritt 12 aus.
Während des Schrittes 12 wird die Beziehung des ■
soeben aus der Γ-Liste ausgewählten Schaltungselementes zu den bereits plazierten Schaltungselementen
festgestellt. Der Schritt 12 setzt sich wieder aus
mehreren Teilschritten zusammen. Während des ersten Teilschrittes 230 wird der Name des als nächstes
zuzuteilenden Schaltungselementes der T-Liste entnommen. Nach dem Teilschritt 230 führt das
System den Teilschritt 232 aus, währenddessen eine Anzeige aller Schaltungselemente in __ der Γ-Liste,
denen bereits Positionen auf dem Schäliungsplättchen zugeordnet worden sind, erzeugt wird. Nach Teilschritt
232 wird Teilschritt 234 ausgeführt,- währenddessen das System eines der während des Teilschrittes
232 gefundenen Schaltungselemente untersucht. Wenn angenommen wird, daß noch nicht alle der im Teilschritt
232 gefundenen Schaltungselemente untersucht worden sind, führt das System nach Teilschritt 234
den Teilschritt 236 aus. Während des Teilschrittes 236 wird der fF-Matrixspeicher (F i g. 3 D) an der Adresse
angesteuert, die dem Schnittpunkt der Zeile für das nächste zuzuteilende Schaltungselement und der Spalte
für das untersuchte zugeteilte Schaltungselement entspricht. Ist z. B. als nächstes das Schaltungselement
C 6 zuzuteilen und wird zur Zeit das Schaltungselement C 3 geprüft, wird der !^-Matrixspeicher an
Adresse 73 angesteuert. Die an der angesteuerten Adresse gespeicherte Bewertung wird einem Summen-Akkumulator
zugeführt. Nach dem Teilschritt 236 führt das System den Teilschritt 238 aus, währenddessen
der W-Matrixspeicher an der Adresse angesteuert wird, die der Zeile für das zugeteilte Schaltungselement
und der Spalte für das als nächstes zuzuteilenden Schaltungselementes entspricht. Für die
obengenannten Schaltungselemente wäre dies die Adresse 34. Die an dieser Adresse gespeicherte Bewertung
wird zu der vorher im Summen-Akkumulator gespeicherten Bewertung addiert. Nach Teilschritt 238
führt das System den Teilschritt 240 aus, währenddessen der Summen-Akkumulator abgefragt wird,
um festzustellen, ob sein Inhalt gleich Null ist. Ist sein Inhalt gleich Null, bedeutet das, daß das fragliche
Schaltungselement nicht mit dem nächsten zuzuteilenden Schaltungselement verbünden ist, und das
System kehrt dann zum Teilschritt 234 zurück, um ein anderes schon zugeteiltes Schaltungselement zu
betrachten. Falls die Bewertung im Summen-Akkumulator während des Teilschrittes 240 von Null verschieden
ist, bedeutet das, daß das fragliche Schaltungselement mit dem nächsten zuzuteilenden Schaltungselement
verbunden ist. Unter diesen Umständen führt das System anschließend den Teilschritt 242
aus, währenddessen die Tatsache, daß das Schaltungselement mit dem nächsten zuzuteilenden Schaltungselement
verbunden ist, in die ß-Liste eingetragen wird, und die Bewertung der Verbindung wird aus
dem Summen-Akkumulator in die F-Liste übertragen. Nach Teilschritt 242 kehrt das System zu Teilschritt
234 zurück, um ein neues schon zugeteiltes Schaltungselement zu prüfen. Wenn im Teilschritt 234
festgestellt wird, daß alle bereits zugeteilten Schaltungselemente berücksichtigt sind, führt das System
anschließend den Teilschritt 244 aus, währenddessen eine Anzeige dafür erzeugt wird, daß alle mit dem
nächsten Schaltungselement in der T-Liste, das als nächstes zuzuteilen ist, verbundenen Schaltungselemente
gefunden sind.
Nach Abschluß des Schrittes 13 ist das System zur Ausführung des Schrittes 13 bereit, währenddessen
die im Schritt 12 erlangte Information benutzt wird, um festzustellen, welche der Anwärterpositionen die
beste für das nächste zuzuteilende Schaltungselement ist. Der Schritt 13 besteht aus einer Reihe von Teilschritten.
Während des ersten Teilschrittes 248 wird eine Anwärterposition aus der Positions-Anwärterliste
ausgewählt. Danach führt das System den Teilschritt 250 aus. In ihm wird festgestellt, ob alle
Anwärterpositionen verwendet worden sind. Wenn nicht alle Anwärterpositionen benutzt worden sind,
führt. das System anschließend den Teilschritt 252
aus, währenddessen ein angeschlossenes Schaltungselement aus der S-Liste ausgewählt wird. Enthält die
5-Liste zu diesem Zeitpunkt, ein nicht ausgewähltes Schaltungselement, führt das System anschließend
den Schritt 254 aus, währenddessen das System die X- und Y-Entfernung zwischen der Anwärterposition
und der Position des angeschlossenen Schaltungselementes berechnet, und zwar ist die Position des
angeschlossenen Schaltungselementes die Position, der das im Teilschritt 252 ausgewählte Schaltungselement
zugeteilt wird. Nach dem Teilschritt 254 führt das System den Teilschritt 256 aus, währenddessen die
während des Teilschrittes 254 bestimmten X- und Y-Abstände zum Quadrat erhoben werden, die
Summe dieser Quadrate bestimmt und diese Größe mit der Bewertung der Verbindung multipliziert wird.
Im nächsten Teilschritt 258 wird dieser berechnete *·
Wert zu den Kosten für die Benutzung der Anwärterposition addiert. Nach dem Teilschritt 258 führt das
System den Teilschritt 259 aus, währenddessen die Differenz zwischen den im Teilschritt 254 bestimmten
X- und Y-Abständen berechnet und dieser Wert zu dem im Differenz-Akkumulator enthaltenen addiert
wird. Vom Teilschritt 259 aus kehrt das System zum Teilschritt 252 zurück, um ein neues angeschlossenes
Schaltungselement in der .B-Liste zu suchen. Wenn im Teilschritt 252 festgestellt wird, daß alle angeschlossenen
Schaltungselemente untersucht worden sind, führt das System anschließend den Teilschritt
260 aus, währenddessen die Kosten, die für die Benutzung der untersuchten Anwärterposition errechnet
worden sind, mit den bisher besten Kosten verglichen werden. Für die erste untersuchte Anwärterposition
kann dieser Teilschritt übersprungen werden, oder es kann statt dessen eine sehr hohe Zahl anfänglich
als die bisher besten Kosten gespeichert werden. Falls die gegenwärtigen Kosten höher als die bisher besten
Kosten sind (d. h., falls die Kosten für die Benutzung der gerade untersuchten Anwärterposition höher als
die gespeicherten sind), kehrt das System zum Teilschritt 248 zurück, um eine andere Anwärterposition
aus der Positions-Anwärterliste auszusuchen. Wenn die Kosten für die Benutzung der beiden Positionen
gleich hoch sind, führt das System anschließend den Teilschritt 262 aus.
In diesem Teilschritt wird das aus dem Teilschritt 260 resultierende Unentschieden mit einem geeigneten
Kriterium durchbrochen, z. B. durch Verwendung der Summe der im Teilschritt 259 berechneten X- und
Y-Differenzen und Aussuchen der Position, für welche die Summe dieser Differenzen am kleinsten ist. Dieses
Kriterium führt zu der größtmöglichen Flexibilität bei der Erstellung eines späteren Verdrahtungsplans.
Falls die im Teilschritt 258 errechneten Kosten kleiner als die gespeicherten sind oder als Ergebnis von Teilschritt
262 beschlossen wird, die in Prüfung begriffene Anwärterposition zu benutzen, führt das System anschließend
den Teilschritt 264 aus. In diesem werden die im Teilschritt 258 bestimmten Kosten als bisher
beste Kosten (d. h. niedrigste Kosten) gespeichert.
109 526/171
Claims (7)
1. Verfahren zum Realisieren einer elektrischen Schaltung durch Zuteilen der Schaltungselemente
des Schaltbildes zu den einzelnen Positionen eines eine Vielzahl von Schaltungselementen, die jedoch
nicht alle verwendbar sind, enthaltenden monolithischen Schaltungsplättchens und durch nachfolgendes
Verbinden dieser Schaltungselemente miteinander entsprechend dem Zuteilen der Schaltungselemente
zu den Positionen des Schaltungsplättchens, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
a) Speichern von Informationen über den Schaltungsaufbau einschließlich von Bewertungen
(Gewichten) für die von jedem Schaltungselement ausgehenden Verbindungsleitungen,
b) Bestimmen der Summe der Bewertungen der Verbindungsleitungen für jedes Schaltungselement
und Speichern aller Summen,
c) Bestimmen der Reihenfolge für das Zuteilen der Schaltungselemente des Schaltbildes zu
den Positionen des Schaltungsplättchens auf Grund der im Verfahrensschritt b) gespeicherten
Summen,
d) Zuteilen des ersten Schaltungselementes zu einer ausgewählten Position auf dem Schaltungsplättchen,
e) Auswählen von sogenannten Anwärterpositionen, d. h. von Positionen auf dem
Schaltungsplättchen, denen das nächste Schaltungselement zugeteilt werden kann, in vorhery
bestimmten Weise im Hinblick auf Posi-** tionen, denen bereits ein Schaltungselement
zugeteilt wurde,
f) Bestimmen der geeignetsten Anwärterposition aus mehreren solcher Positionen,
g) Zuteilen des nächsten Schaltungselementes zu der geeignetsten Anwärterposition,
h) Wiederholen der Verfahrensschritte e), f) und g), bis alle Schaltungselemente des Schaltbildes
den Positionen auf dem Schaltungsplättchen zugeteilt sind, und Speichern einer Liste, die die Reihenfolge festhält, in der die
Schaltungselemente den Positionen des Schaltungsplättchens zugeteilt wurden (sogenannte
Zuteilungsliste), und
i) Einleiten des Verbindens der Positionen des Schaltungsplättchens, denen Schaltungselemente
zugeteilt wurden, zu der gewünschten Schaltung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt zum Bestimmen
der Reihenfolge für das Zuteilen der Schaltungselemente des Schaltbildes zu den Positionen
des Schaltungsplättchens folgende Teilschritte umfaßt:
<x) Bestimmen des Schaltungselementes, für das
die Summe der gespeicherten Bewertungen seiner Verbindungsleitungen am größten ist,
ß) Speichern der Bezeichnung dieses Schaltungselementes als erste in einer Liste, die die
Reihenfolge des Zuteilens der Schaltungselemente festlegt (sogenannteZuteilungsliste),
γ) Bestimmen desjenigen Schaltungselementes,
das die meisten Verbindungen zu dem unmittelbar vorher in die Liste aufgenommenen
Schaltungselement aufweist,
(5) Eintragen der Bezeichnung dieses Schalt- - elementes als nächste in die Zuteilungsliste,
ε) Wiederholen der beiden letzten Teilschritte, bis die Bezeichnung aller Schaltungselemente
zu der realisierenden Schaltung sich auf der Zuteilungsliste befinden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß
mehrere der noch nicht in die Zuteilungsliste aufgenommenen Schaltungselemente gleich viel Verbindungen
zu dem zuletzt in diese Liste eingetragenen Schaltungselement aufweisen, bestimmt
wird, welches dieser Schaltungselemente mit den meisten Schaltungselementen übernaupl· verbunden
ist, und daß die Bezeichnung dieses Schaltungselementes als nächste in die Zuteilungsliste
aufgenommen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Position für das Zuteilen
des ersten Schaltungselementes eine zentral gelegene Position auf dem Schaltungsplättchen gewählt
wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anwärterpositionen so ausgewählt
werden, daß sie eine Grenze um Positionen bilden, denen bereits Schaltungselemente
zugeteilt wurden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Zuteilen der Schaltungselemente
des Schaltbildes zu den einzelnen Positionen des Schaltungsplättchens zunächst das
die geringsten Kosten verursachende Muster von Verbindungsleitungen zwischen den Schaltungselementen
des Schaltungsplättchens bestimmt und eine Vorrichtung zum Aufbringen der Verbindungsleitungen
auf das Schaltungsplättchen entsprechend gesteuert wird.
7. Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß ein sogenanntes Plazierungssystem (10 in Fig. 1) vorgesehen ist, das aus
einem Reihenfolgesystem (12) zum Bestimmen der Reihenfolge des Zuteilens des Schaltbildes zu
den Positionen des Schaltungsplättchens und aus einem Zuteilungssystem besteht, das das Zuteilen
der Schaltungselemente zu den Positionen des Schaltungsplättchens in der durch das Reihenfolgesystem
festgelegten Reihenfolge vornimmt, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge
des Plazierungssystems mit einer Datenquelle (18), die Angaben über den Schaltungsaufbau liefert,
mit einer Datenquelle (22), die Daten bezüglich der Bewertung der Verbindungsleitungen der
Schaltungselemente liefert und mit einer Prüfvorrichtung (26) verbunden sind, die Angaben über
die Brauchbarkeit der Schaltungselemente des Schaltungsplättchens liefert, weiter dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausgang des Plazierungssystems (10) mit einem Eingang eines Systems (30) zum Bestimmen der Verdrahtung des Schaltungsplättchens
verbunden ist, daß ein zweiter Eingang des Systems (30) mit dem Ausgang der Datenquelle (22) und sein dritter Eingang mit dem
Ausgang der Datenquelle (18) verbunden ist und daß der Ausgang des Systems (30) eine Verdrahtungsvorrichtung
(34) steuert, die die Verbindungsleitungen auf das Schaltungsplättchen aufbringt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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