JP2000114381A - 半導体チップのレイアウト方法および装置 - Google Patents

半導体チップのレイアウト方法および装置

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JP2000114381A
JP2000114381A JP10281247A JP28124798A JP2000114381A JP 2000114381 A JP2000114381 A JP 2000114381A JP 10281247 A JP10281247 A JP 10281247A JP 28124798 A JP28124798 A JP 28124798A JP 2000114381 A JP2000114381 A JP 2000114381A
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power supply
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Kaoru Tono
薫 東野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源配線とグランド配線の無駄を解消して半
導体チップの小型化および低コスト化を可能とする。 【解決手段】 回路ブロック配置手段6は、記憶手段4
が記憶している消費電力の値にもとづいて消費電力の大
きい回路ブロックを特定し、特定した回路ブロックを幹
線の電源配線およびグランド配線に近い位置に配置す
る。さらに、配線幅最適化手段8は、幹線の電源配線お
よびグランド配線と、前記特定した回路ブロックとを接
続する電源配線およびグランド配線の線幅を、記憶手段
4が記憶している消費電力の値にもとづいて最適化す
る。したがって、消費電力が大きな回路ブロックに対し
て補助の配線を別に追加したりする必要がなく、また、
消費電力が小さい回路ブロックにも標準の線幅の配線を
用いるといった無駄を解消できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップ上の
回路ブロックおよび回路ブロックに係わる電源配線とグ
ランド配線の位置を決定する半導体チップのレイアウト
方法および半導体チップのレイアウト装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の開発においては、半導体装
置に要求される機能に応じて各種の回路ブロックを半導
体チップ上にどのように配置するかを決定し、各回路ブ
ロックに電源を供給すべく電源配線とグランド配線の敷
設位置を決定する作業が必要である。このような半導体
チップのレイアウトを決める作業は通常、自動配置配線
プログラムにより行われている。
【0003】ところで、従来の自動配置配線プログラム
では、各回路ブロックへの電源配線とグランド配線は、
その線幅があらかじめ決められた標準の線幅に固定され
ていた。そのため、消費電力が特に大きな回路ブロック
では、電圧降下やエレクトロマイグレーションが起きな
いよう強化するために補助の配線を別に追加する必要が
あり、電源配線とグランド配線の専有面積は全体とし必
要以上に大きくなっていた。一方、消費電力が小さい回
路ブロックでは、標準の線幅より細いものでも充分であ
るにもかかわらず、標準の線幅に設定されて、必要以上
に太い配線が行われる結果となっていた。したがって、
従来の自動配置配線プログラムでは、電源配線とグラン
ド配線の占有面積が拡大して半導体チップの面積が無駄
に大きくなるため、半導体装置の小型化や低コスト化に
不利であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題を解決するためになされたもので、その目的は、電源
配線とグランド配線の無駄を解消して半導体チップの小
型化および低コスト化を可能とする半導体チップのレイ
アウト方法および半導体チップのレイアウト装置を提供
することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、半導体チップ上の回路ブロックおよび前記
回路ブロックに係わる電源配線とグランド配線の位置を
決定すると共に、前記電源配線と前記グランド配線の線
幅を決定して前記回路ブロック、前記電源配線、ならび
に前記グランド配線の、前記半導体チップ上での位置、
および前記電源配線と前記グランド配線の線幅を表すデ
ータを生成する半導体チップのレイアウト方法であっ
て、あらかじめ各回路ブロックの消費電力の値を記憶さ
せた記憶手段から前記消費電力の値を読み出し、その値
にもとづいて消費電力の大きい回路ブロックを特定し、
特定した回路ブロックを幹線の電源配線およびグランド
配線に近い位置に配置する回路ブロック配置ステップ
と、前記幹線の電源配線およびグランド配線と、前記特
定した回路ブロックとを接続する電源配線およびグラン
ド配線の線幅を、前記記憶手段から読み出した前記消費
電力の値にもとづいて最適化する配線幅最適化ステップ
とを備えたことを特徴とする。
【0006】また、本発明は、半導体チップ上の回路ブ
ロックおよび前記回路ブロックに係わる電源配線とグラ
ンド配線の位置を決定すると共に、前記電源配線と前記
グランド配線の線幅を決定して前記回路ブロック、前記
電源配線、ならびに前記グランド配線の、前記半導体チ
ップ上での位置、および前記電源配線と前記グランド配
線の線幅を表すデータを生成する半導体チップのレイア
ウト装置であって、各回路ブロックの消費電力の値を記
憶した記憶手段と、前記記憶手段が記憶している前記消
費電力の値にもとづいて消費電力の大きい回路ブロック
を特定し、特定した回路ブロックを幹線の電源配線およ
びグランド配線に近い位置に配置する回路ブロック配置
手段と、前記幹線の電源配線およびグランド配線と、前
記特定した回路ブロックとを接続する電源配線およびグ
ランド配線の線幅を、前記記憶手段が記憶している前記
消費電力の値にもとづいて最適化する配線幅最適化手段
とを備えたことを特徴とする。
【0007】本発明では、記憶手段が記憶している消費
電力の値にもとづいて消費電力の大きい回路ブロックを
特定し、特定した回路ブロックを幹線の電源配線および
グランド配線に近い位置に配置する。さらに、幹線の電
源配線およびグランド配線と、前記特定した回路ブロッ
クとを接続する電源配線およびグランド配線の線幅を、
記憶手段が記憶している消費電力の値にもとづいて最適
化する。したがって、消費電力が大きな回路ブロックに
対して補助の配線を別に追加したりする必要がなく、ま
た、消費電力が小さい回路ブロックにも標準の線幅の配
線を用いるといった無駄を解消できる。その結果、半導
体チップの面積が必要以上に大きくなることを回避で
き、半導体装置の小型化や低コスト化に有利となる。
【0008】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態例につい
て図面を参照して説明する。図1は本発明による半導体
チップのレイアウト装置の一例を示すブロック図、図2
は、図1の半導体チップのレイアウト装置の各機能を実
現するコンピュータを示す構成図、図3は図1の半導体
チップのレイアウト装置の動作を示すフローチャートで
ある。以下では、これらの図面を参照して本発明による
半導体チップのレイアウト装置の一例について説明する
と同時に、本発明による半導体チップのレイアウト方法
の実施の形態例について説明する。
【0009】本実施の形態例の半導体チップのレイアウ
ト装置は、半導体チップ上の回路ブロックおよび回路ブ
ロックに係わる電源配線とグランド配線の位置を決定す
ると共に、電源配線とグランド配線の線幅を決定して回
路ブロック、電源配線、ならびにグランド配線の、半導
体チップ上での位置、および電源配線とグランド配線の
線幅を表すデータを生成するものであり、図1に示した
ように、記憶手段4、回路ブロック配置手段6、ならび
に配線幅最適化手段8を含んで構成されている。
【0010】なお、半導体チップのレイアウト装置2は
具体的には所定のプログラムデータをロードしたコンピ
ュータにより実現されている。このコンピュータは、図
2に示したように、CPU10、メモリ12、ハードデ
ィスクなどの外部記憶装置14、CRTモニタなどの出
力装置16、キーボードなどの入力装置18を含んで構
成されている。上記所定のプログラムデータは外部記憶
装置14に格納されており、このプログラムデータをメ
モリ12に読み込み、メモリ12に読み込んだプログラ
ムデータにしたがってCPU10を動作させることで、
半導体チップのレイアウト装置2の各機能が実現され
る。また、上記記憶手段4は外部記憶装置14によって
構成されている。
【0011】記憶手段4には、図1に示したように、各
回路ブロックの消費電力の値を表す消費電力データ20
と共に、回路データ22、ライブラリデータ24、制約
条件データ26が記憶されている。回路ブロック配置手
段6は、記憶手段4が記憶している消費電力データ20
にもとづいて消費電力の大きい回路ブロックを特定し、
特定した回路ブロックを幹線の電源配線およびグランド
配線に近い位置に配置する。そして、配線幅最適化手段
8は、幹線の電源配線およびグランド配線と、特定した
回路ブロックとを接続する電源配線およびグランド配線
の線幅を、記憶手段4が記憶している消費電力の値にも
とづいて最適化する。
【0012】次に、このように構成された半導体チップ
のレイアウト装置2の動作について図3に示したフロー
チャートをも参照しつつ説明する。回路ブロック配置手
段6はまず、回路データ22、ライブラリデータ24、
制約条件データ26、各回路ブロックの消費電力データ
20をメモリ12に読み込む(ステップS1)。
【0013】なお、回路データ22は半導体チップ上に
形成すべき回路に関する情報を含み、本実施の形態例で
は第1ないし第4回路ブロックを半導体チップ上に配置
するものとすると、回路データ22には第1ないし第4
回路ブロックを識別するデータと共に、これらの回路ブ
ロックに係わる配線情報が含まれている。ライブラリデ
ータ24には標準の線幅など、レイアウトを行う場合の
基本データが含まれている。また、制約条件データ26
には、例えば第1回路ブロックと第2回路ブロックとは
かならず隣接して配置するといった制約条件に関する情
報が含まれている。
【0014】回路ブロック配置手段6は、これらのデー
タをメモリに読み込んだ後、消費電力データ20にもと
づいて消費電力の大きい回路ブロックを特定し、特定し
た回路ブロックを幹線の電源配線およびグランド配線に
近い位置に配置する。図4は、本実施の形態例で回路ブ
ロックを配置する半導体チップを示す要部平面図であ
る。図4に示したように、本実施の形態例では、幹線の
電源配線28(電源配線パターン)およびグランド配線
30(グランド配線パターン)は半導体チップ32の外
周部に沿って延設されている。
【0015】そして、消費電力の大きい回路ブロックが
第4回路ブロックであったとすると、回路ブロック配置
手段6は、図4に示したように、この第4回路ブロック
34を電源配線28およびグランド配線30に近接して
配置する。回路ブロック配置手段6はさらに、上記制約
条件を満たすように、また上記回路データ22およびラ
イブラリデータ24を適宜参照して、例えば図4に示し
たように、第1ないし第3回路ブロック36、38、4
0をこの順番で隣接させて、第4回路ブロック34に隣
接する、電源配線28およびグランド配線30と反対側
の箇所に、本実施の形態例では一列に配置する(ステッ
プS2)。
【0016】次に、配線幅最適化手段8は、まず、第1
ないし第4回路ブロック36、38、40、34に対し
て電源配線とグランド配線、ならびに信号配線の仮配線
を行(ステップS3)、その後、上記消費電力データ2
0にもとづいて第1ないし第4回路ブロック36、3
8、40、34に対する電源配線およびグランド配線の
最適な線幅を算出し、線幅を最適化して再配線を行う
(ステップS4)。本実施の形態例では、図4に示した
ように、消費電力の大きい第4回路ブロック34がグラ
ンド配線30にもっとも近接して配置されているので、
配線幅最適化手段8による電源配線とグランド配線の最
適化の結果、電源配線28とグランド配線30から第1
ないし第4回路ブロック36、38、40、34に至る
電源配線とグランド配線は、第4回路ブロック34まで
の電源配線42およびグランド配線44と、その先の電
源配線46およびグランド配線48とに分かれ、そし
て、電源配線42およびグランド配線44は太い配線と
なり、一方、電源配線46およびグランド配線48は細
い配線となっている。
【0017】その後、配線幅最適化手段8は、各電源配
線およびグランド配線が確定した段階で第1ないし第4
回路ブロック36、38、40、34に関連する信号配
線(図示せず)の再配線を行う(ステップS5)。その
際、電源配線およびグランド配線の最適化により広くな
ったスペース50を有効に利用することができる。
【0018】なお、図5は本実施の形態例のように回路
ブロックの配置および線幅の最適化を行わなかった場合
の半導体チップ32を示す要部平面図である。この場合
には、第1ないし第4回路ブロック36、38、40、
34は消費電力に関係なく配置され、また、電源配線5
2とグランド配線54の線幅も消費電力に関係なく固定
の太い線幅となっている。したがって、スペース50は
本実施の形態例の場合より狭くなっており、スペース5
0に配置する信号配線や他の回路の量によっては半導体
チップ32の拡大が必要となる。
【0019】このように、本実施の形態例では、消費電
力の大きい第4回路ブロック34は幹線の電源配線28
およびグランド配線30に近い位置に配置される。そし
て、第4回路ブロック34に至る電源配線42およびグ
ランド配線44は太い線幅に設定され、一方、消費電力
の小さい第1ないし第3回路ブロック36、38、40
に対しては細い線幅が設定される。したがって、従来の
ように、消費電力が大きな回路ブロックに対して補助の
配線を別に追加したりする必要がなく、また、消費電力
が小さい回路ブロックにも標準の線幅の配線を用いると
いった無駄を解消できる。その結果、半導体チップ32
の面積が必要以上に大きくなることを回避でき、半導体
装置の小型化や低コスト化に有利となる。
【0020】なお、本実施の形態例では第4回路ブロッ
ク34のみが消費電力が大きいとしたが、例えば第2回
路ブロック38の消費電力が第4回路ブロック34につ
いで大きいような場合には、第2回路ブロック38を第
4回路ブロック34につづく位置に配置し、第2回路ブ
ロック38の箇所の電源配線とグランド配線は、電源配
線42とグランド配線44より狭いが第1および第3回
路ブロック36、40の箇所の電源配線46とグランド
配線48より太い配線にすることも可能である。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、記憶手
段が記憶している消費電力の値にもとづいて消費電力の
大きい回路ブロックを特定し、特定した回路ブロックを
幹線の電源配線およびグランド配線に近い位置に配置す
る。さらに、幹線の電源配線およびグランド配線と、前
記特定した回路ブロックとを接続する電源配線およびグ
ランド配線の線幅を、記憶手段が記憶している消費電力
の値にもとづいて最適化する。したがって、消費電力が
大きな回路ブロックに対して補助の配線を別に追加した
りする必要がなく、また、消費電力が小さい回路ブロッ
クにも標準の線幅の配線を用いるといった無駄を解消で
きる。その結果、半導体チップの面積が必要以上に大き
くなることを回避でき、半導体装置の小型化や低コスト
化に有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体チップのレイアウト装置の
一例を示すブロック図である。
【図2】図1の半導体チップのレイアウト装置の各機能
を実現するコンピュータを示す構成図である。
【図3】図1の半導体チップのレイアウト装置の動作を
示すフローチャートである。
【図4】本実施の形態例で回路ブロックを配置する半導
体チップを示す要部平面図である。
【図5】本実施の形態例のように回路ブロックの配置お
よび線幅の最適化を行わなかった場合の半導体チップを
示す要部平面図である。
【符号の説明】
2……半導体チップのレイアウト装置、4……記憶手
段、6……回路ブロック配置手段、8……配線幅最適化
手段、10……CPU、12……メモリ、14……外部
記憶装置、16……出力装置、18……入力装置、20
……消費電力データ、22……回路データ、24……ラ
イブラリデータ、26……制約条件データ、28……電
源配線、30……グランド配線、32……半導体チッ
プ、34……第4回路ブロック、36……第1回路ブロ
ック、38……第2回路ブロック、40……第3回路ブ
ロック、42……電源配線、44……グランド配線、4
6……電源配線、48……グランド配線、50……スペ
ース、52……電源配線、54……グランド配線。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体チップ上の回路ブロックおよび前
    記回路ブロックに係わる電源配線とグランド配線の位置
    を決定すると共に、前記電源配線と前記グランド配線の
    線幅を決定して前記回路ブロック、前記電源配線、なら
    びに前記グランド配線の、前記半導体チップ上での位
    置、および前記電源配線と前記グランド配線の線幅を表
    すデータを生成する半導体チップのレイアウト方法であ
    って、 あらかじめ各回路ブロックの消費電力の値を記憶させた
    記憶手段から前記消費電力の値を読み出し、その値にも
    とづいて消費電力の大きい回路ブロックを特定し、特定
    した回路ブロックを幹線の電源配線およびグランド配線
    に近い位置に配置する回路ブロック配置ステップと、 前記幹線の電源配線およびグランド配線と、前記特定し
    た回路ブロックとを接続する電源配線およびグランド配
    線の線幅を、前記記憶手段から読み出した前記消費電力
    の値にもとづいて最適化する配線幅最適化ステップと、 を備えたことを特徴とする半導体チップのレイアウト方
    法。
  2. 【請求項2】 前記幹線の電源配線とグランド配線は前
    記半導体チップ上で前記半導体チップの外周部に延設さ
    れていることを特徴とする請求項1記載の半導体チップ
    のレイアウト方法。
  3. 【請求項3】 回路ブロック配置ステップでは、消費電
    力の大きい複数の前記回路ブロックを特定し、消費電力
    の大きいものほど前記幹線の電源配線とグランド配線に
    近い位置に配置することを特徴とする請求項1記載の半
    導体チップのレイアウト方法。
  4. 【請求項4】 配線幅最適化ステップでは、消費電力の
    大きい前記回路ブロックほど、前記幹線の電源配線とグ
    ランド配線に接続する前記電源配線と前記グランド配線
    の線幅を広く設定することを特徴とする請求項1記載の
    半導体チップのレイアウト方法。
  5. 【請求項5】 半導体チップ上の回路ブロックおよび前
    記回路ブロックに係わる電源配線とグランド配線の位置
    を決定すると共に、前記電源配線と前記グランド配線の
    線幅を決定して前記回路ブロック、前記電源配線、なら
    びに前記グランド配線の、前記半導体チップ上での位
    置、および前記電源配線と前記グランド配線の線幅を表
    すデータを生成する半導体チップのレイアウト装置であ
    って、 各回路ブロックの消費電力の値を記憶した記憶手段と、 前記記憶手段が記憶している前記消費電力の値にもとづ
    いて消費電力の大きい回路ブロックを特定し、特定した
    回路ブロックを幹線の電源配線およびグランド配線に近
    い位置に配置する回路ブロック配置手段と、 前記幹線の電源配線およびグランド配線と、前記特定し
    た回路ブロックとを接続する電源配線およびグランド配
    線の線幅を、前記記憶手段が記憶している前記消費電力
    の値にもとづいて最適化する配線幅最適化手段と、 を備えたことを特徴とする半導体チップのレイアウト装
    置。
  6. 【請求項6】 前記幹線の電源配線とグランド配線は前
    記半導体チップ上で前記半導体チップの外周部に延設さ
    れていることを特徴とする請求項5記載の半導体チップ
    のレイアウト装置。
  7. 【請求項7】 回路ブロック配置手段は、消費電力の大
    きい複数の回路ブロックを特定し、消費電力の大きいも
    のほど前記幹線の電源配線とグランド配線に近い位置に
    配置することを特徴とする請求項5記載の半導体チップ
    のレイアウト装置。
  8. 【請求項8】 配線幅最適化手段は、消費電力の大きい
    回路ブロックほど、前記幹線の電源配線とグランド配線
    にそれぞれ接続する前記電源配線と前記グランド配線の
    線幅を広く設定することを特徴とする請求項5記載の半
    導体チップのレイアウト装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004077556A1 (ja) * 2003-02-26 2004-09-10 Sanyo Electric Co., Ltd. 半導体集積回路装置及びその電源配線方法

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