JP2000250964A

JP2000250964A - 半導体集積回路の論理セル配置方法

Info

Publication number: JP2000250964A
Application number: JP11055812A
Authority: JP
Inventors: Taizo Munemura; 泰三宗村; Toru Hiyama; 徹檜山; Tetsuo Sasaki; 哲雄佐々木; Koki Tokuyama; 弘毅徳山; Katsuki Suzuki; 勝喜鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-03-03
Filing date: 1999-03-03
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体集積回路の論理セル配置方法におい
て、論理セルを規則正しく所望位置に配置可能で、かつ
論理セル間の配線長をできるだけ短くすることを可能と
し、配線性の高い論理セル配置と、論理セル間の配線長
増加に伴うディレイ悪化の抑止を可能とすること。【解決手段】論理セルに対して相対的位置関係の情報
を含んだ識別名１Ａ，１Ｂ，１Ｄ、２Ａ〜２Ｄ、３Ｂ〜
３Ｄ、４Ａ〜４Ｄを予め付しておいて論理セル配置時に
その識別名から論理セル群をグループとして認識し、前
記情報により相対的位置関係を保存して仮配置した後、
同一グループに属する論理セルを論理セル配置領域（Ｌ
ＳＩチップ１００）の縦方向又は横方向に移動し、整列
配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路の
論理セル配置方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路、特に高性能高集積半導
体集積回路の開発においては、規則論理部の論理セルを
設計者の意図するように規則正しく配置したい。しか
し、個々の論理セルを人手により座標を指示して配置し
ていたのでは膨大な工数を必要とするため得策とはいえ
ない。そこで従来、川上善之、他による「論理回路の規
則的繰り返しが多く存在するブロックにおけるセル配置
の一手法」（電子情報通信学会技術研究報告（信学技
報）Ｖｏｌ．８９Ｎｏ．１５１第７３頁〜第８０
頁１９８９年７月２１日発行）が発表されている。こ
のセル配置方法は、データパス部をランダムロジック部
から切り離して考え、また入出力外部端子位置が決定し
ていることを前提としている。その上で、外部端子間に
分割線を設けてクラスタリングによる部分回路（クラス
タ）の抽出の後、クラスタ内の総セル幅の均一化を行
い、セルを決められた領域内でぴったり収めることによ
って整列配置するセル配置方法である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のセル配置方法では、外部端子の位置に注目してセルを
クラスタリングしており、外部端子が不均一に並ぶ状況
ではよい配置結果が得られない。またクラスタ内の総セ
ル幅の均一化は、完全な規則論理部では有効な手法とな
るが、準規則論理部に適用した場合にはよい結果が得ら
れない。またデータパス部とランダムロジック部の接続
関係を考慮していないため、データパス部の制御用論理
セルやデータパス部内のフリップフロップを駆動させる
ためのクロックバッファセルが必ずしも最適な位置に配
置されるとは限らない。このため、論理セル間の配線長
が増加し、それに伴う配線ディレイの悪化や配線性の低
下を招いてしまうという問題点があった。

【０００４】本発明は、半導体集積回路の規則論理部及
び準規則論理部の論理セル、そして規則論理部に付随す
る論理セルを規則正しく所望位置に配置できて、規則的
な回路パターンが容易に配線でき、また、論理セル間の
配線長をできるだけ短くすることを可能とし、配線性の
高い論理セル配置と、論理セル間の配線長増加に伴うデ
ィレイ悪化の抑止が可能な半導体集積回路の論理セル配
置方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、論理セルに
対して相対的位置関係の情報を含んだ識別名を予め付し
ておいて論理セル配置時にその識別名から論理セル群を
グループとして認識し、前記情報により相対的位置関係
を守って仮配置した後、同一グループに属する論理セル
を論理セル配置領域の縦方向又は横方向に移動し、整列
配置することで達成される。これによれば、論理セルを
規則正しく所望位置に配置でき、論理セル間の配線長を
できるだけ短くすることが可能となって、配線性の高い
論理セル配置と、論理セル間の配線長増加に伴うディレ
イ悪化の抑止が可能となる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１は、本発明による半導体集積回
路の論理セル配置方法を適用して得られた半導体集積回
路の論理セル配置結果の一例を示す図である。この図１
に示すように、半導体集積回路チップ、ここではＬＳＩ
チップ１００のセル列１１１〜１２０上には、予め任意
に決められた識別名１Ａ，１Ｂ，１Ｄ、２Ａ〜２Ｄ、３
Ｂ〜３Ｄ、４Ａ〜４Ｄの論理セル（各論理セルの符号は
その識別名と同じものとする。以下同様）が最適配置さ
れている。ここで、識別名の各桁１〜４又はＡ〜Ｄが同
一の論理セルでグループを形成し、各論理セルは、識別
名の意味する相対的位置関係を守って（保存して）配置
されている。また、識別名の下１桁Ａ〜Ｄが同一の論理
セルのグループがＬＳＩチップ１００（論理セル配置領
域）の縦方向（図１中、上下方向）に、例えば各論理セ
ルの左枠を基準に整列した状態で配置されている。

【０００７】このような配置を得るための本発明方法の
一実施形態を図２により説明する。まず、各論理セルを
セル列１１２〜１１５上に仮配置する。ここで、各論理
セルには相対的位置関係の情報を含んだ識別名１Ａ，１
Ｂ，１Ｄ、２Ａ〜２Ｄ、３Ｂ〜３Ｄ、４Ａ〜４Ｄが付さ
れている。図２（ａ）における点線枠２００はその論理
セルが仮配置状態にあることを示している。上記識別名
１Ａ，１Ｂ，…，４Ｄにおいて、上１桁１〜４が縦方向
の相対的位置を意味しており、下１桁Ａ〜Ｄは横方向
（図１中、左右方向）の相対的位置を意味している。論
理セルをこれら識別名１Ａ，１Ｂ，…，４Ｄの相対的位
置関係を保存しながら論理セル左右相互間に隙間を空け
ずに仮配置する。仮配置された状態が図２（ａ）であ
る。

【０００８】次に、論理セルの識別名の下１桁Ａ〜Ｄに
注目して論理セルを縦に整列する。図２（ｂ）におい
て、識別名の下１桁がＡの論理セルのグループは、既に
縦に整列している状態なので、このグループについては
その位置で配置を正式決定する。図２（ｂ）において実
線枠２０１は、その論理セルの配置位置が正式決定（確
定）状態にあることを示している。続いて、識別名の下
１桁がＢの論理セルのグループ、すなわち図２（ｂ）で
網掛表示２０２された論理セルのグループつき、このグ
ループに属する論理セルの総移動距離が最小になるよう
に論理セルを移動し整列する。移動先に、そのグループ
に属さない他の論理セルが存在する場合は、それらを例
えば右方へ押しのける。識別名の下１桁がＢの論理セル
のグループを整列した結果を図２（ｃ）に示す。この後
も、識別名の下１桁がＣ又はＤの論理セルのグループに
対して同様の整列を実行する。図２（ｄ）は整列の最終
結果、すなわち上述本発明方法の配置結果を示すもの
で、図１と同様の配置となっている。

【０００９】なお、上述例では各論理セルの左枠を基準
に順次揃えて配置していったが、スペース効率を考え、
図３のように論理セル２列を１組としてその中央位置で
揃えて配置する等、何列かの論理セルを単位とし、その
どの位置で揃えて配置するか等の組み合わせは種々考え
られる。

【００１０】このようにセル枠を基準に論理セルを整列
配置するとき、論理セル内の端子を縦方向に直線に配線
するための方法として、図４に一例を示すように、各論
理セル、ここでは論理セル１Ａ，２Ａの縦方向に配線ｌ
ａ，ｌｂ，ｌｄにより繋がる端子ａ，ｂ，ｄを、セル枠
ｓｆからの規則的な位置に予め配置しておく方法が考え
られる。この方法は、各論理セルの各端子が他の論理セ
ルのどの端子と接続されるかが、予測可能であることに
着眼し、端子設計をすることで可能である。

【００１１】図５は、本発明方法を適用して得られた半
導体集積回路の論理セル配置結果の他の例を示す図であ
る。ここでは、ネット（配線）５１０に注目して論理セ
ルを整列配置した場合の配置結果を示す。すなわちこの
例では、注目ネット５１０に繋がる論理セル５１〜５７
の各端子５１１の位置が縦にまっすぐ並ぶように論理セ
ル５１〜５７を移動して整列配置する。これによれば、
注目ネット５１０は論理セル５１〜５７の各端子５１１
に最短経路で配線できる。

【００１２】また本発明方法において、論理セルのグル
ープの集合、例えば図１に示すようなグループの集合を
ブロックと呼ぶとき、このブロックをテンプレートとし
て扱い、このテンプレートをＬＳＩチップ１００の配置
可能領域内に上下左右どの方向へ展開してもよい。この
ように展開しても、論理セルの上記ブロック内における
相対的位置関係を保持した配置になっており、隣接する
他のブロックとの間でより柔軟な位置関係をもたせ得
る。本明細書においては、「予めグループの集合のブロ
ック（整列配置前）をテンプレートと定義しておき、こ
のテンプレートのテンプーレート原点の座標位置と展開
方向を設計者が指示し、この指示内容に従って、ブロッ
ク（テンプレート）を整列配置前の状態で配置するこ
と」を「テンプレート展開」と呼ぶ。

【００１３】以下、その具体例を図６に従って説明す
る。図６（ａ）は論理セルのグループの集合（ブロッ
ク）を示す図で、図１と同様である。この図６（ａ）で
の論理セル１Ａ，１Ｂ，１Ｄ、２Ａ〜２Ｄ、３Ｂ〜３
Ｄ、４Ａ〜４Ｄの相対的位置関係は、識別名の上１桁１
〜４が、ＬＳＩチップ１００の下側から上側に向かって
昇順に、識別名の下１桁Ａ〜ＤがＬＳＩチップ１００の
左側から右側に向かって昇順になっている。

【００１４】この例では、上記のような論理セルの相対
的位置関係（ブロック）をテンプレートとして決め、そ
のテンプレート内の原点６００を決める。そしてそのテ
ンプレート原点６００の、ＬＳＩチップ１００上におけ
る座標とテンプレート展開方向（上下左右の４方向のう
ちの何れかの方向）を決めることにより、ＬＳＩチップ
１００上の、決められた方向にテンプレートを展開し、
テンプレート内の論理セルの相対的位置関係を保持しな
がら各論理セルを展開，配置する。図６（ａ）はテンプ
レートとして決めた時の論理セルの配置状態（右方向へ
の展開配置結果）、図６（ｂ）はテンプレートを左方向
へ展開した配置結果、図６（ｃ）は同じく下方向へ展開
した配置結果、図６（ｄ）は同じく左方向かつ下方向へ
展開した配置結果である。

【００１５】図７は、本発明方法を適用して得られた半
導体集積回路の論理セル配置結果の更に他の例を示す図
で、ここでは配線用領域を確保するための配置改善をし
た場合の配置結果を示す。すなわち、図１に示す論理セ
ルの整列配置状態において、図７（ａ）中の領域７００
付近の配線要求率が高いとき、この付近での未配線が発
生することが考えられるが、この対策のための配線用領
域を確保する例について述べる。論理セルの識別名の下
１桁がＣの論理セル群をＣグループ、Ｄの論理セル群を
Ｄグループとして、それらＣグループとＤグループの間
に配線用領域のための所望幅ｎの隙間を空ける場合に
は、Ｄグループの論理セル１Ｄ〜４Ｄを各々論理セル２
Ｃ〜４Ｃ側とは反対側に幅ｎだけ移動する。移動した結
果を図７（ｂ）に示す。これにより、配線要求率の高い
上記領域７００付近に配線用領域ＬＷが確保（配線要求
率に応じた配線領域が確保）できる。したがって、縦方
向配線の要求率が抑えられ、配線容易な配置を得ること
ができ、あるいは局所的な配線混雑が緩和されて高配線
率を達成できる。

【００１６】図８は、規則論理部に付随する論理セルか
ら規則論理部の論理セルへの制御配線が最短になるよう
に、所望の配置エリア内に制御論理セルを配置する本発
明方法の実施形態を示す図である。図８（ａ）におい
て、８００〜８０５は規則論理部の論理セル、８０６は
規則論理部に付随する論理セル８０６である。この規則
論理部に付随する論理セル８０６を所望の配置エリア８
０７内の最適な位置に配置するには、まず最初にネット
８０８と配置エリア８０７を決める。そしてネット８０
８をソースピンとしてもつ論理セル８０６をネット８０
８の仮想配線長が最短になる配置エリア８０７内の所定
位置に配置する。図８（ｂ）は、図示配列の規則論理部
の論理セル８２０〜８２５，８３０〜８３５に対して規
則論理部に付随する論理セルを８１０，８１１，８１２
の順に配置した場合の例を示す図で、図中、８１３はこ
の例での規則論理部に付随する論理セル８１０，８１
１，８１２の配置エリア、８１４〜８１６はネットであ
る。これにより、規則論理部に付随する論理セル８０
６，８１０〜８１２の最適な配置結果が得られる。

【００１７】図９は本発明方法の具体的実施例を示すフ
ローチャートである。この図９において、ステップ９０
０では、論理セル群をその識別名からグループとして認
識する。次にステップ９０１にて、図６（ａ）に示した
テンプレート（ブロック）の配置位置と展開方向を設計
者からの指示により決定する。そして、ステップ９０２
で論理セルを相対的位置情報を守って（保存して）仮配
置を行い、ステップ９０３でブロック内の全ての論理セ
ルについて仮配置したか否かを判定する。このステップ
９０３において全ての論理セル群を仮配置したと判定し
た場合、次ステップ９０４に移り、そうでなければステ
ップ９０２に戻って未配置の論理セルの配置を行う。ス
テップ９０４では、あるグループに属する論理セル群が
整列して仮配置しているか否かを判定し、整列していれ
ばステップ９０６に移り、整列していなければステップ
９０５により論理セルが整列するように論理セルを移動
する。次にステップ９０６において、あるグループ間に
対して配線用領域の確保を行う設計者からの指示がある
か否かを判定し、指示があればステップ９０８に移り、
指示がなければステップ９０７によりグループの論理セ
ルを移動して所定幅の配線領域を確保する。

【００１８】次にステップ９０８において、全てのグル
ープの論理セル群の整列配置が完了したか否かを判定す
る。完了していればステップ９０９に移り、していなけ
ればステップ９０４に戻る。ステップ９０９では、規則
論理部に付随する論理セルの配置エリアとキーとなるネ
ットと設計者の指示により決める。そして次ステップ９
１０で、論理セルが上記配置エリア内に配置可能なスペ
ースが存在するか否かを判定し、配置可能なスペースが
存在するならばステップ９１１により上記ネットができ
るだけ最短経路で配置できる位置に論理セルを配置し、
配置可能なスペースが存在しないときはステップ９１２
により警告メッセージを出力する。

【００１９】最後にステップ９１３で、規則論理部に付
随する論理セルについて、配置可能な全ての論理セルが
配置されたか否かを判定し、配置されていなければステ
ップ９０９に戻り、されていれば本処理を終了する。半
導体集積回路における規則論理部の特徴としては、論理
構造が規則的であることが挙げられる。したがって、あ
るネットは全て同じタイプの論理セルで、かつ同じ位置
のピンに繋がっているような場合があり、それらを整列
せずに配置すると論理セルが分散して配線形状が複雑に
なり多くの配線チャネルを使用してしまう。しかし上述
実施例のように、これらの論理セルを縦に整列配置する
ことにより、ネットのピン座標が全て一直線上に並び、
直線に配線するだけで済むので配線がしやすい上に、無
駄な配線チャネルを使わずに済むことになり、高密度で
かつ配線しやすい配置が実現できる。なお、本発明は、
その他の実施形態として、以下に記載する様な携帯をと
ることが可能である。

【００２０】＜実施形態１＞規則的な論理部を有する
半導体集積回路の論理セル配置方法において、前記規則
的な論理部の繰り返し単位の論理セル群をグループとし
て認識し、前記繰り返し単位の論理セル群がグループと
して認識されている規則的な論理部をテンプレートとし
て扱い、該テンプレートの展開方法及び座標位置を指定
し、縦方向又は横方向の相対的位置関係を守ってグルー
プ内の論理セルを仮配置し、その後論理セルを整列配置
することを特徴とする論理セルは位置方法。

【００２１】＜実施形態２＞規則的な論理部を有する
半導体集積回路の論理セル配置方法において、前記規則
的な論理部の繰り返し単位の論理セル群をグループとし
て認識し、縦又は横方向の相対的位置関係を守ってグル
ープ内の論理セルを配置することを特徴とする論理セル
配置方法。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
導体集積回路の規則論理部及び準規則論理部の論理セ
ル、そして規則論理部に付随する論理セルを規則正しく
所望位置に配置できて、規則的な回路パターンが容易に
配線でき、また、論理セル間の配線長をできるだけ短く
することが可能となって、配線性の高い論理セル配置
と、論理セル間の配線長増加に伴うディレイ悪化の抑止
が可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を適用して得られた半導体集積回路
の論理セル配置結果の一例を示す図である。

【図２】図１に示す論理セル配置を得るための本発明方
法の一実施形態の説明図である。

【図３】本発明方法の他の実施形態の説明図である。

【図４】本発明方法において論理セル内の端子を縦方向
に直線に配線するための方法の一例を示す図である。

【図５】本発明方法を適用して得られた半導体集積回路
の論理セル配置結果の他の例を示す図である。

【図６】本発明方法を適用して得られた半導体集積回路
の論理セル配置結果の他の例を示す図である。

【図７】本発明方法を適用して得られた半導体集積回路
の論理セル配置結果の更に他の例を示す図である。

【図８】規則論理部に付随する論理セルから規則論理部
の論理セルへの制御配線が最短になるように、所望の配
置エリア内に制御論理セルを配置する本発明方法の実施
形態を示す図である。

【図９】本発明方法の具体的実施例を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】１００…ＬＳＩチップ、１１１〜１２０…セル列、１
Ａ，１Ｂ，１Ｄ、２Ａ〜２Ｄ、３Ｂ〜３Ｄ、４Ａ〜４Ｄ
…識別名，論理セル、２００…仮配置状態の論理セル、
２０１…配置位置が正式決定（確定）した論理セル、２
０２…整列対象の論理セル（識別名の下１桁がＢの論理
セルのグループ）、ｌａ，ｌｂ，ｌｄ…配線、ａ，ｂ，
ｄ…論理セルの端子、ｓｆ…セル枠、５１０，８０８…
ネット、５１１…論理セルの端子、６００…テンプレー
ト原点、７００…配線要求率の高い領域、ＬＷ…配線用
領域、８００〜８０５…規則論理部の論理セル、８０
６，８１０〜８１２…規則論理部に付随する論理セル、
８０７，８１３…配置エリア、８２０〜８２５，８３０
〜８３５…規則論理部の論理セル。

【手続補正書】

【提出日】平成１１年３月１２日（１９９９．３．１
２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】半導体集積回路の論理セル配置方法

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路、特に高性能高集積半導
体集積回路の開発においては、規則論理部の論理セルを
設計者の意図するように規則正しく配置したい。しか
し、個々の論理セルを人手により座標を指示して配置し
ていたのでは膨大な工数を必要とするため得策とはいえ
ない。

【０００３】そこで従来、川上善之、他による「論理回
路の規則的繰り返しが多く存在するブロックにおけるセ
ル配置の一手法」（電子情報通信学会技術研究報告（信
学技報）Ｖｏｌ．８９Ｎｏ．１５１第７３頁〜第
８０頁１９８９年７月２１日発行）が発表されてい
る。このセル配置方法は、データパス部をランダムロジ
ック部から切り離して考え、また入出力外部端子位置が
決定していることを前提としている。その上で、外部端
子間に分割線を設けてクラスタリングによる部分回路
（クラスタ）の抽出の後、クラスタ内の総セル幅の均一
化を行い、セルを決められた領域内でぴったり収めるこ
とによって整列配置するセル配置方法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のセル配置方法では、外部端子の位置に注目してセルを
クラスタリングしており、外部端子が不均一に並ぶ状況
ではよい配置結果が得られない。またクラスタ内の総セ
ル幅の均一化は、完全な規則論理部では有効な手法とな
るが、準規則論理部に適用した場合にはよい結果が得ら
れない。またデータパス部とランダムロジック部の接続
関係を考慮していないため、データパス部の制御用論理
セルやデータパス部内のフリップフロップを駆動させる
ためのクロックバッファセルが必ずしも最適な位置に配
置されるとは限らない。

【０００５】このため、論理セル間の配線長が増加し、
それに伴う配線ディレイの悪化や配線性の低下を招いて
しまうという問題点があった。

【０００６】本発明は、半導体集積回路の規則論理部及
び準規則論理部の論理セル、そして規則論理部に付随す
る論理セルを規則正しく所望位置に配置できて、規則的
な回路パターンが容易に配線でき、また、論理セル間の
配線長をできるだけ短くすることを可能とし、配線性の
高い論理セル配置と、論理セル間の配線長増加に伴うデ
ィレイ悪化の抑止が可能な半導体集積回路の論理セル配
置方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、半導体集積回路設計時における半導体集積回
路の論理セルの配置方法において、前記論理セルに対し
て相対的位置関係の情報を含んだ識別名を予め付してお
き、論理セル配置時にその識別名から論理セル群をグル
ープとして認識し、前記情報により相対的位置関係を守
って仮配置した後、同一グループに属する論理セルを論
理セル配置領域の縦方向又は横方向に移動して整列配置
することを第１の特徴とする。

【０００８】また本発明は、前記特徴の論理セルの配置
方法において、論理セルのセル枠又は論理セルに繋がる
ネット形状が直線になるように論理セルを論理セル配置
領域の縦方向又は横方向に移動して整列配置することを
第２の特徴とする。

【０００９】更に本発明は、規則的な論理部を有する半
導体集積回路の論理セル配置方法において、前記規則的
な論理部の繰り返し単位の論理セル群をグループとして
認識し、前記繰り返し単位の論理セル群がグループとし
て認識されている規則的な論理部をテンプレートとして
扱い、該テンプレートの展開方向及び座標位置を指定
し、縦方向及び横方向の相対的位置関係を守って論理セ
ルを仮配置し、その後論理セルを整列配置することを第
３の特徴とする。

【００１０】また本発明は、規則的な論理部を有する半
導体集積回路の論理セル配置方法において、前記規則的
な論理部の繰り返し単位の論理セル群をグループとして
認識し、縦方向又は横方向の相対的位置関係を守って論
理セルを配置することを第４の特徴とする。

【００１１】これによれば、論理セルを規則正しく所望
位置に配置でき、論理セル間の配線長をできるだけ短く
することが可能となって、配線性の高い論理セル配置
と、論理セル間の配線長増加に伴うディレイ悪化の抑止
が可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。

【００１３】図１は、本発明による半導体集積回路の論
理セル配置方法を適用して得られた半導体集積回路の論
理セル配置結果の一例を示す図である。

【００１４】この図１に示すように、半導体集積回路チ
ップ、ここではＬＳＩチップ１００のセル列１１１〜１
２０上には、予め任意に決められた識別名１Ａ，１Ｂ，
１Ｄ、２Ａ〜２Ｄ、３Ｂ〜３Ｄ、４Ａ〜４Ｄの論理セル
（各論理セルの符号はその識別名と同じものとする。以
下同様）が最適配置されている。ここで、識別名の各桁
１〜４又はＡ〜Ｄが同一の論理セルでグループを形成
し、各論理セルは、識別名の意味する相対的位置関係を
守って（保存して）配置されている。また、識別名の下
１桁Ａ〜Ｄが同一の論理セルのグループがＬＳＩチップ
１００（論理セル配置領域）の縦方向（図１中、上下方
向）に、例えば各論理セルの左枠を基準に整列した状態
で配置されている。

【００１５】このような配置を得るための本発明方法の
一実施形態を図２により説明する。まず、各論理セルを
セル列１１２〜１１５上に仮配置する。ここで、各論理
セルには相対的位置関係の情報を含んだ識別名１Ａ，１
Ｂ，１Ｄ、２Ａ〜２Ｄ、３Ｂ〜３Ｄ、４Ａ〜４Ｄが付さ
れている。図２（ａ）における点線枠２００はその論理
セルが仮配置状態にあることを示している。上記識別名
１Ａ，１Ｂ，…，４Ｄにおいて、上１桁１〜４が縦方向
の相対的位置を意味しており、下１桁Ａ〜Ｄは横方向
（図１中、左右方向）の相対的位置を意味している。論
理セルをこれら識別名１Ａ，１Ｂ，…，４Ｄの相対的位
置関係を保存しながら論理セル左右相互間に隙間を空け
ずに仮配置する。仮配置された状態が図２（ａ）であ
る。

【００１６】次に、論理セルの識別名の下１桁Ａ〜Ｄに
注目して論理セルを縦に整列する。図２（ｂ）におい
て、識別名の下１桁がＡの論理セルのグループは、既に
縦に整列している状態なので、このグループについては
その位置で配置を正式決定する。図２（ｂ）において実
線枠２０１は、その論理セルの配置位置が正式決定（確
定）状態にあることを示している。

【００１７】続いて、識別名の下１桁がＢの論理セルの
グループ、すなわち図２（ｂ）で網掛表示２０２された
論理セルのグループつき、このグループに属する論理セ
ルの総移動距離が最小になるように論理セルを移動し整
列する。移動先に、そのグループに属さない他の論理セ
ルが存在する場合は、それらを例えば右方へ押しのけ
る。識別名の下１桁がＢの論理セルのグループを整列し
た結果を図２（ｃ）に示す。

【００１８】この後も、識別名の下１桁がＣ又はＤの論
理セルのグループに対して同様の整列を実行する。図２
（ｄ）は整列の最終結果、すなわち上述本発明方法の配
置結果を示すもので、図１と同様の配置となっている。

【００１９】なお、上述例では各論理セルの左枠を基準
に順次揃えて配置していったが、スペース効率を考え、
図３のように論理セル２列を１組としてその中央位置で
揃えて配置する等、何列かの論理セルを単位とし、その
どの位置で揃えて配置するか等の組み合わせは種々考え
られる。

【００２０】このようにセル枠を基準に論理セルを整列
配置するとき、論理セル内の端子を縦方向に直線に配線
するための方法として、図４に一例を示すように、各論
理セル、ここでは論理セル１Ａ，２Ａの縦方向に配線ｌ
ａ，ｌｂ，ｌｄにより繋がる端子ａ，ｂ，ｄを、セル枠
ｓｆからの規則的な位置に予め配置しておく方法が考え
られる。この方法は、各論理セルの各端子が他の論理セ
ルのどの端子と接続されるかが、予測可能であることに
着眼し、端子設計をすることで可能である。

【００２１】図５は、本発明方法を適用して得られた半
導体集積回路の論理セル配置結果の他の例を示す図であ
る。ここでは、ネット（配線）５１０に注目して論理セ
ルを整列配置した場合の配置結果を示す。

【００２２】すなわちこの例では、注目ネット５１０に
繋がる論理セル５１〜５７の各端子５１１の位置が縦に
まっすぐ並ぶように論理セル５１〜５７を移動して整列
配置する。これによれば、注目ネット５１０は論理セル
５１〜５７の各端子５１１に最短経路で配線できる。

【００２３】また本発明方法において、論理セルのグル
ープの集合、例えば図１に示すようなグループの集合を
ブロックと呼ぶとき、このブロックをテンプレートとし
て扱い、このテンプレートをＬＳＩチップ１００の配置
可能領域内に上下左右どの方向へ展開してもよい。この
ように展開しても、論理セルの上記ブロック内における
相対的位置関係を保持した配置になっており、隣接する
他のブロックとの間でより柔軟な位置関係をもたせ得
る。本明細書においては、「予めグループの集合のブロ
ック（整列配置前）をテンプレートと定義しておき、こ
のテンプレートのテンプーレート原点の座標位置と展開
方向を設計者が指示し、この指示内容に従って、ブロッ
ク（テンプレート）を整列配置前の状態で配置するこ
と」を「テンプレート展開」と呼ぶ。

【００２４】以下、その具体例を図６に従って説明す
る。

【００２５】図６（ａ）は論理セルのグループの集合
（ブロック）を示す図で、図１と同様である。この図６
（ａ）での論理セル１Ａ，１Ｂ，１Ｄ、２Ａ〜２Ｄ、３
Ｂ〜３Ｄ、４Ａ〜４Ｄの相対的位置関係は、識別名の上
１桁１〜４が、ＬＳＩチップ１００の下側から上側に向
かって昇順に、識別名の下１桁Ａ〜ＤがＬＳＩチップ１
００の左側から右側に向かって昇順になっている。

【００２６】この例では、上記のような論理セルの相対
的位置関係（ブロック）をテンプレートとして決め、そ
のテンプレート内の原点６００を決める。そしてそのテ
ンプレート原点６００の、ＬＳＩチップ１００上におけ
る座標とテンプレート展開方向（上下左右の４方向のう
ちの何れかの方向）を決めることにより、ＬＳＩチップ
１００上の、決められた方向にテンプレートを展開し、
テンプレート内の論理セルの相対的位置関係を保持しな
がら各論理セルを展開，配置する。図６（ａ）はテンプ
レートとして決めた時の論理セルの配置状態（右方向へ
の展開配置結果）、図６（ｂ）はテンプレートを左方向
へ展開した配置結果、図６（ｃ）は同じく下方向へ展開
した配置結果、図６（ｄ）は同じく左方向かつ下方向へ
展開した配置結果である。

【００２７】図７は、本発明方法を適用して得られた半
導体集積回路の論理セル配置結果の更に他の例を示す図
で、ここでは配線用領域を確保するための配置改善をし
た場合の配置結果を示す。

【００２８】すなわち、図１に示す論理セルの整列配置
状態において、図７（ａ）中の領域７００付近の配線要
求率が高いとき、この付近での未配線が発生することが
考えられるが、この対策のための配線用領域を確保する
例について述べる。

【００２９】論理セルの識別名の下１桁がＣの論理セル
群をＣグループ、Ｄの論理セル群をＤグループとして、
それらＣグループとＤグループの間に配線用領域のため
の所望幅ｎの隙間を空ける場合には、Ｄグループの論理
セル１Ｄ〜４Ｄを各々論理セル２Ｃ〜４Ｃ側とは反対側
に幅ｎだけ移動する。移動した結果を図７（ｂ）に示
す。これにより、配線要求率の高い上記領域７００付近
に配線用領域ＬＷが確保（配線要求率に応じた配線領域
が確保）できる。したがって、縦方向配線の要求率が抑
えられ、配線容易な配置を得ることができ、あるいは局
所的な配線混雑が緩和されて高配線率を達成できる。

【００３０】図８は、規則論理部に付随する論理セルか
ら規則論理部の論理セルへの制御配線が最短になるよう
に、所望の配置エリア内に制御論理セルを配置する本発
明方法の実施形態を示す図である。図８（ａ）におい
て、８００〜８０５は規則論理部の論理セル、８０６は
規則論理部に付随する論理セル８０６である。この規則
論理部に付随する論理セル８０６を所望の配置エリア８
０７内の最適な位置に配置するには、まず最初にネット
８０８と配置エリア８０７を決める。そしてネット８０
８をソースピンとしてもつ論理セル８０６をネット８０
８の仮想配線長が最短になる配置エリア８０７内の所定
位置に配置する。図８（ｂ）は、図示配列の規則論理部
の論理セル８２０〜８２５，８３０〜８３５に対して規
則論理部に付随する論理セルを８１０，８１１，８１２
の順に配置した場合の例を示す図で、図中、８１３はこ
の例での規則論理部に付随する論理セル８１０，８１
１，８１２の配置エリア、８１４〜８１６はネットであ
る。

【００３１】これにより、規則論理部に付随する論理セ
ル８０６，８１０〜８１２の最適な配置結果が得られ
る。

【００３２】図９は本発明方法の具体的実施例を示すフ
ローチャートである。

【００３３】この図９において、ステップ９００では、
論理セル群をその識別名からグループとして認識する。
次にステップ９０１にて、図６（ａ）に示したテンプレ
ート（ブロック）の配置位置と展開方向を設計者からの
指示により決定する。そして、ステップ９０２で論理セ
ルを相対的位置情報を守って（保存して）仮配置を行
い、ステップ９０３でブロック内の全ての論理セルにつ
いて仮配置したか否かを判定する。このステップ９０３
において全ての論理セル群を仮配置したと判定した場
合、次ステップ９０４に移り、そうでなければステップ
９０２に戻って未配置の論理セルの配置を行う。

【００３４】ステップ９０４では、あるグループに属す
る論理セル群が整列して仮配置しているか否かを判定
し、整列していればステップ９０６に移り、整列してい
なければステップ９０５により論理セルが整列するよう
に論理セルを移動する。次にステップ９０６において、
あるグループ間に対して配線用領域の確保を行う設計者
からの指示があるか否かを判定し、指示がなければステ
ップ９０８に移り、指示があればステップ９０７により
グループの論理セルを移動して所定幅の配線領域を確保
する。

【００３５】次にステップ９０８において、全てのグル
ープの論理セル群の整列配置が完了したか否かを判定す
る。完了していればステップ９０９に移り、していなけ
ればステップ９０４に戻る。ステップ９０９では、規則
論理部に付随する論理セルの配置エリアとキーとなるネ
ットを設計者の指示により決める。そして次ステップ９
１０で、論理セルが上記配置エリア内に配置可能なスペ
ースが存在するか否かを判定し、配置可能なスペースが
存在するならばステップ９１１により上記ネットができ
るだけ最短経路で配置できる位置に論理セルを配置し、
配置可能なスペースが存在しないときはステップ９１２
により警告メッセージを出力する。

【００３６】最後にステップ９１３で、規則論理部に付
随する論理セルについて、配置可能な全ての論理セルが
配置されたか否かを判定し、配置されていなければステ
ップ９０９に戻り、されていれば本処理を終了する。

【００３７】半導体集積回路における規則論理部の特徴
としては、論理構造が規則的であることが挙げられる。
したがって、あるネットは全て同じタイプの論理セル
で、かつ同じ位置のピンに繋がっているような場合があ
り、それらを整列せずに配置すると論理セルが分散して
配線形状が複雑になり多くの配線チャネルを使用してし
まう。しかし上述実施例のように、これらの論理セルを
縦に整列配置することにより、ネットのピン座標が全て
一直線上に並び、直線に配線するだけで済むので配線が
しやすい上に、無駄な配線チャネルを使わずに済むこと
になり、高密度でかつ配線しやすい配置が実現できる。

【００３８】なお、本発明は、その他の実施形態とし
て、以下に記載する様な形態をとることが可能である。

【００３９】＜実施形態１＞規則的な論理部を有する
半導体集積回路の論理セル配置方法において、前記規則
的な論理部の繰り返し単位の論理セル群をグループとし
て認識し、前記繰り返し単位の論理セル群がグループと
して認識されている規則的な論理部をテンプレートとし
て扱い、該テンプレートの展開方法及び座標位置を指定
し、縦方向又は横方向の相対的位置関係を守ってグルー
プ内の論理セルを仮配置し、その後論理セルを整列配置
することを特徴とする論理セル配置方法。

【００４０】＜実施形態２＞規則的な論理部を有する
半導体集積回路の論理セル配置方法において、前記規則
的な論理部の繰り返し単位の論理セル群をグループとし
て認識し、縦又は横方向の相対的位置関係を守ってグル
ープ内の論理セルを配置することを特徴とする論理セル
配置方法。

【００４１】

【図面の簡単な説明】

【図３】本発明方法の他の実施形態の説明図である。

【符号の説明】１００…ＬＳＩチップ、１１１〜１２０…セル列、１
Ａ，１Ｂ，１Ｄ、２Ａ〜２Ｄ、３Ｂ〜３Ｄ、４Ａ〜４Ｄ
…識別名，論理セル、２００…仮配置状態の論理セル、
２０１…配置位置が正式決定（確定）した論理セル、２
０２…整列対象の論理セル（識別名の下１桁がＢの論理
セルのグループ）、ｌａ，ｌｂ，ｌｄ…配線、ａ，ｂ，
ｄ…論理セルの端子、ｓｆ…セル枠、５１０，８０８…
ネット、５１１…論理セルの端子、６００…テンプレー
ト原点、７００…配線要求率の高い領域、ＬＷ…配線用
領域、８００〜８０５…規則論理部の論理セル、８０
６，８１０〜８１２…規則論理部に付随する論理セル、
８０７，８１３…配置エリア、８２０〜８２５，８３０
〜８３５…規則論理部の論理セル。 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年３月１８日（１９９９．３．１
８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐々木哲雄神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者徳山弘毅神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者鈴木勝喜神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所汎用コンピュータ事業部内Ｆターム(参考） 5B046 AA08 BA05 JA02 5F038 CA03 CA06 CA17 EZ09 EZ20 5F064 AA05 BB01 DD02 DD03 DD15 DD19 HH06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体集積回路設計時における半導体集
積回路の論理セルの配置方法において、前記論理セルに
対して相対的位置関係の情報を含んだ識別名を予め付し
ておき、論理セル配置時にその識別名から論理セル群を
グループとして認識し、前記情報により相対的位置関係
を守って仮配置した後、同一グループに属する論理セル
を論理セル配置領域の縦方向又は横方向に移動して整列
配置することを特徴とする半導体集積回路の論理セル配
置方法。
【請求項２】論理セルのセル枠又は論理セルに繋がる
ネット形状が直線になるように論理セルを論理セル配置
領域の縦方向又は横方向に移動して整列配置することを
特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路の論理セル
配置方法。