JP2002222864A - クロックスキュー改善方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＬＳＩの配置配線後にクロックスキューの改善
が必要となったときにおいても、ＬＳＩ全体の配置配線
を再実行することなくスキューを改善する。 【解決手段】クロック配線と周囲配線の種々の配線パタ
ンに対応する配線ブロックを登録したパタンテーブル１
０をあらかじめ作成しておき、クロック配線を単位ブロ
ックに分割（２１）し、クロック遅延値が最大のクロッ
ク遅延値から目標スキュー値を減算して得られる値より
も小さいクロック配線を対象クロック配線として選択
（２２）し、対象クロック配線の単位ブロックの内部パ
タンををパタンテーブルを参照して容量値がより大きい
配線ブロックの内部パタンに置換する（２３）ことによ
り対象クロック配線のクロック遅延時間を増大させ、ク
ロックスキューを低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クロックスキュー
の改善方法に関し、特に、ＬＳＩチップをレイアウトし
たのちのスキュー改善に適したクロックスキュー改善方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩチップのレイアウトにおいては、
チップ内に散在するフリップフロップ（以下、Ｆ／Ｆと
略記する）などの複数の順序回路間に供給されるクロッ
ク信号の位相ずれ（クロックスキュー）を低減するため
に、ルートバッファからＦ／Ｆまでのクロック信号線を
ツリー状に枝分かれさせて等長となるように配置配線す
るクロックツリーシンセシス（以下、ＣＴＳと略す）が
広く使用されている。

【０００３】図１１は、ＣＴＳを用いたレイアウト設計
フロー図である。セル配置ステップ１１では、ＬＳＩの
回路接続情報に従って基本回路セルを配置する。ＣＴＳ
配線ステップ１２では、メタル配線の単位長あたりの容
量値および抵抗値の情報を参照し、ルートバッファと各
Ｆ／Ｆとの間が等長となるように合わせ込んでクロック
信号を配線する。信号系配線ステップ１３では、回路接
続情報に従ってクロック信号以外の信号の配線を実行
し、クロックスキュー計算ステップ１４で、ルートバッ
ファからＦ／Ｆまでのクロック遅延をＦ／Ｆへの信号パ
ス毎に算出し、クロック遅延の最大値と最小値からクロ
ックスキュー値を計算する。クロックスキュー合否判定
ステップ１５ａでは、算出されたクロックスキュー値が
予め設定された目標値以下か否かを判断する。クロック
スキュー値が目標値以下の場合にはレイアウト設計を完
了して次の設計ステップである設計検証に進むが、目標
値を超える場合にはＣＴＳ配線ステップ１２に戻り再実
行する。

【０００４】図１２（ａ）は、ＣＴＳ配線の模式図であ
る。クロック信号は、クロック入力ピンＣＩＮからルー
トバッファ１に供給され、ルートバッファ１から複数の
Ｆ／Ｆ２へ等長のクロック配線３で供給される。

【０００５】図１のＣＴＳを用いてクロック系を配線す
る方法は、設計ルールが比較的緩い世代、すなわち、メ
タル配線の底面の面積が側面の面積よりもずっと大きい
世代においては非常に有効であり、ステップ１５ａでク
ロックスキュー値が目標値を超えることは殆どなかっ
た。

【０００６】しかしながら、近年では微細化の進展に伴
って、メタル配線の側面の面積が底面の面積と同等以上
の状況になり、このため、図１２（ｂ）に示すように、
クロック配線に寄生する容量のうち底面容量Ｃ１よりも
隣接する信号配線との結合容量Ｃ２が支配的になりつつ
ある状況では、ＣＴＳを実行して配線長を等長に合わせ
込んでも、次の信号系配線ステップ１３で配線される隣
接信号配線７とクロック配線３との結合容量Ｃ２の大小
によりクロック配線の寄生容量値は大きく変化してしま
うことになる。この結果として、クロックスキュー値が
増大し、目標値を超えて再度ＣＴＳを実行しなければな
らないケースが増えているが、ＣＴＳを再実行するとし
ても確実に改善する保証がないため試行錯誤的にならざ
るを得ず、結局は人手で煩雑な修正をせざるを得なくな
る場合も多く、いずれにしても設計の効率が低下し設計
期間が延長されてしまうという問題が生じてきた。

【０００７】この問題を解決ものとして、特開平１０−
１３５３４２号公報には、クロック配線専用の配線層を
設ける技術が開示されている。クロック配線を専用の配
線層に配線することにより隣接する信号配線をなくすこ
とができる。しかしながら、この第１の従来例のように
専用の配線層を設ける場合には、必然的に製造工程数が
増加するので、ＬＳＩの製造コストが増加することにな
り好ましくない。

【０００８】また第２の従来例として、特開平９−２８
３７１５号公報には、配線完了後に各クロック配線につ
いて隣接信号配線との間隔を調整して結合容量を増減す
ることによりクロック信号の遅延を調整し、クロックス
キュー値の改善を行う技術が記載されている。図１３
（ａ）に示すように、クロック配線３と隣接信号配線７
０との間隔を調整することによりクロック信号の遅延値
を調整する。

【０００９】この第２の従来例は、配線実行時に配線グ
リッドを設定しない配線方法をとる場合には、クロック
配線３と隣接信号配線７０との間隔を微調整できるので
極めて有効である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多くの
自動配置配線システムでは、配線処理の実行速度を向上
させるために予め設定された配線グリッド上に配線する
方法が採用されており、図１３（ｂ）および（ｃ）に比
較して示すように、配線グリッドが設定されている場合
には、第２の従来例では寄生容量の微調整が困難となる
という問題点がある。すなわち、図１３（ｂ）で示すよ
うに、配線ピッチＰｘの配線グリッド上にクロック配線
３と隣接信号配線７０とが配線され、配線幅、配線間隔
共にＤであるとすると、図１３（ｂ）ではクロック配線
３と隣接信号配線７との間隔はＤであるのに対して、隣
接信号配線７を１配線グリッド分（１配線ピッチ）移動
させた図１３（ｃ）では、クロック配線３と隣接信号配
線７０との間隔は３Ｄとなる。このように３倍の間隔に
一挙に増大してしまうために細かなクロック遅延値の調
整ができず、スキュー改善が容易にはできない場合も生
じる。

【００１１】本発明の目的は、クロック配線専用の配線
層を用いなくともクロック信号の遅延が等しくなるよう
に調整でき、また、配線グリッドを用いて配線する場合
においてもクロック遅延を精度良く調整できてクロック
スキュー低減が可能なクロックスキュー改善方法に関す
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のクロックスキュ
ー改善方法は、クロック配線パタンおよび周囲の配線パ
タンからなる内部パタンを有する方形の配線ブロックお
よび配線ブロック名と内部パタンに応じてクロック配線
に寄生する容量値とを対応させて容量値が小さい配線ブ
ロックから大きい配線ブロックへの順序で記録したパタ
ンテーブルを用いて、ＬＳＩチップにレイアウトされた
ルートバッファから複数の順序回路のクロック端子まで
のそれぞれのクロック配線間のスキューを低減するクロ
ックスキュー改善方法であって、それぞれのクロック配
線について配線パスに沿った領域を配線ブロックと同一
外形を有する複数の単位ブロックに分割する第１のステ
ップと、前記パタンテーブルを参照してそれぞれのクロ
ック配線におけるクロック信号遅延値を算出し最大のク
ロック信号遅延値から目標クロックスキュー値を減算し
て得た値よりもクロック遅延値が小さいクロック配線を
抽出してスキュー改善の処理対象クロック配線として選
択する第２のステップと、前記処理対象クロック配線に
ついて単位ブロック毎に内部パタンが一致する配線ブロ
ックを検索し単位ブロックの内部パタンを検索された配
線ブロックよりも容量値の大きい配線ブロックの内部パ
タンに置換する第３のステップと、置換後の単位ブロッ
クの容量値に基づいて各クロック配線におけるクロック
信号遅延値を算出し最大のクロック信号遅延値と比較し
てクロックスキュー値を求め所定のスキュー目標値以下
となったか否かを判断する第４のステップと、単位ブロ
ックの置換結果に基づきクロック配線の周囲の配線修正
を実行する第５のステップとを有している。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態の
クロックスキュー改善処理１６を含むレイアウト設計フ
ロー図である。

【００１４】図１において、セル配置ステップ１１から
クロックスキュー計算ステップ１４までは図１１に示し
た従来のレイアウト設計フローと同一であり、セル配置
ステップ１１では、ＬＳＩの回路接続情報に従って基本
回路セルを配置し、ＣＴＳ配線ステップ１２では、ルー
トバッファと各Ｆ／Ｆとの間が等長となるように合わせ
込んでクロック信号を配線し、信号系配線ステップ１３
では、回路接続情報に従ってクロック信号以外の信号の
配線を実行し、クロックスキュー計算ステップ１４で、
ルートバッファからＦ／Ｆまでのクロック遅延をＦ／Ｆ
への信号パス毎に算出し、クロック遅延の最大値と最小
値からクロックスキュー値を計算する。

【００１５】クロックスキュー合否判定ステップ１５で
は、算出されたクロックスキュー値が予め設定された目
標値以下か否かを判断し、クロックスキュー値が目標値
以下の場合にはレイアウト設計を終了して次の設計ステ
ップである設計検証に進むが、目標値を超える場合には
クロックスキュー改善処理ステップ１６を実行する。

【００１６】クロックスキュー改善処理ステップ１６で
は、クロック配線パタンおよび周囲の配線パタンからな
る内部パタンを有する方形の配線ブロックと内部パタン
に応じてクロック配線に寄生する容量値とを対応させて
容量値が小さい配線ブロックから大きい配線ブロックへ
の順序で記録したパタンテーブル１０を用いて、ＬＳＩ
チップにレイアウトされたルートバッファからＦ／Ｆ等
の複数の順序回路のクロック端子までのそれぞれのクロ
ック配線間のスキューを低減する。

【００１７】クロックスキュー改善処理ステップ１６
は、下位の処理ステップとして、配線パタン分割ステッ
プ２１と、対象クロック配線選択ステップ２２と、ブロ
ック置換ステップ２３と、スキュー値判定ステップ２４
と、配線修正ステップ２５とを有している。

【００１８】配線パタン分割ステップ２１では、それぞ
れのクロック配線について、配線パスに沿った領域をパ
タンテーブル１０に登録されている配線ブロックと同一
外形を有する複数の単位ブロックに分割する。

【００１９】対象クロック配線選択ステップ２２では、
パタンテーブルを参照してそれぞれのクロック配線にお
けるクロック信号遅延値を算出し、最大のクロック信号
遅延値から目標クロックスキュー値を減算して得た値よ
りもクロック遅延値が小さいクロック配線を抽出してス
キュー改善の処理対象クロック配線を選択する。

【００２０】ブロック置換ステップ２３では、処理対象
クロック配線について単位ブロック毎に内部パタンが一
致する配線ブロックを検索し、単位ブロックの内部パタ
ンを、検索された配線ブロックよりも容量値の大きい配
線ブロックの内部パタンに置換する。

【００２１】スキュー値判定ステップ２４では、置換後
の単位ブロックの容量値に基づいて各クロック配線にお
けるクロック信号遅延値を算出し、最大のクロック信号
遅延値と比較してクロックスキュー値を求め、所定のス
キュー目標値以下となったか否かを判断する。

【００２２】配線修正ステップ２５では、単位ブロック
の置換結果に基づきクロック配線の周囲の配線修正を実
行する。

【００２３】図２は、クロックスキュー改善処理ステッ
プ１６を実行するクロックスキュー改善手段３１の構成
図である。クロックスキュー改善手段３１は、クロック
スキュー改善処理に必要な論理演算、数値演算等を実行
するＣＰＵと、配線パタン分割ステップ２１、対象クロ
ック配線選択ステップ２２、ブロック置換ステップ２
３、スキュー値判定ステップ２４および配線修正ステッ
プ２５の機能を実現するプログラム並びに処理中のデー
タを記憶する記憶部とを有しており、クロックスキュー
合否判定ステップ１５までのレイアウト設計で作成され
たＬＳＩの配置配線結果３２を入力し、パタンテーブル
１０を参照して配線パタン分割ステップ２１から配線修
正ステップ２５までのクロックスキュー改善処理を実行
し、クロックスキュー値が目標値内になるようにクロッ
ク配線の周囲の配線の一部が修正されたスキュー改善済
配置配線結果３３を出力する。外部から入出力／表示手
段３４を通じてクロックスキュー改善手段３１の処理動
作の制御、処理データの修正変更、処理結果の表示等を
行うことができる。

【００２４】図３は、パタンテーブル１０の登録内容の
一例を示す図である。パタンテーブル１０の内部では、
配線ブロック名と、クロック配線パタン３および周囲の
信号配線パタンとを内部パタンとして含む配線ブロック
７と、クロック配線パタン３に寄生する容量値とが対応
して登録され、容量値が小さい内部パタンから容量値が
大きい内部パタンに向けて順番に配列されている。な
お、配線ブロック７の内部パタンには、配線ブロック７
内の配線パタンと配線ブロック７の外形境界に中心線が
一致する配線の配線パタンとを含むものとする。

【００２５】図４は、配線パタン分割ステップ２１およ
び対象クロック配線選択ステップ２２の詳細なフロー図
であり、図５は、配線パタン分割ステップ２１の処理を
模式的に説明する図である。

【００２６】配線パタン分割ステップ２１では、図５
（ａ）のレイアウトパタン図に示すように、ルートバッ
ファ１とＦ／Ｆ２を接続するクロック配線のそれぞれに
ついて、クロック配線３の配線パスに沿った領域を、図
５（ｂ）のように、パタンテーブル１０に登録されてい
る配線ブロック７と同一外形を有する複数の単位ブロッ
ク８に分割し、個々のクロック配線と対応させて記録す
る。配線ブロック７の場合と同様に、単位ブロック８の
内部パタンには、単位ブロック８に含まれる配線パタン
と単位ブロック８の外形境界に中心線が一致する配線の
配線パタンとを含むものとする。なお、図５において、
４はメタル配線のパタンであり、５は上層メタル配線の
パタンであり、６はメタル配線４と上層メタル配線５と
を接続するためのスルーホールのパタンである。

【００２７】配線ブロック７の大きさは任意に設定する
ことが可能であるが、図５以降の説明では、Ｘ方向に２
配線グリッド分（すなわちＹ方向配線の配線ピッチＰｙ
の２倍）で、Ｙ方向に２配線グリッド分（すなわちＸ方
向配線の配線ピッチＰｘの２倍）としている。このよう
にＸ方向、Ｙ方向ともに２配線グリッドの小さな配線ブ
ロックを用いることによりパタンテーブル１０に登録す
る配線ブロックの種類を少なくすることができるので、
対象クロック配線選択ステップ２２においてパタンマッ
チング処理を高速に実行できる。

【００２８】対象クロック配線選択ステップ２２は、図
４に示すように、サブステップ４０〜４４を含んでい
る。サブステップ４０では、クロック信号の遅延値の小
さい順にクロック配線の順位付け済であるか否かを判断
し、順位付け済である場合にはサブステップ４１に進
む。

【００２９】サブステップ４１では、それぞれのクロッ
ク配線に対して図５（ｂ）のように、クロック配線３に
対応するすべての単位ブロック８について図３のパタン
テーブル１０を参照して単位ブロックと内部パタンが一
致する配線ブロックを抽出し、そのパタン番号と容量値
を単位ブロックの位置情報と対応させてクロックスキュ
ー改善手段３１の記憶部に記憶し、図５（ｃ）に示すよ
うに、クロック配線３に対応するすべての単位ブロック
の容量値を加算してクロック配線の容量値を算出する。

【００３０】次に、サブステップ４２で、算出された容
量値に基づいてクロック配線毎にクロック信号遅延値を
算出し、サブステップ４３で、クロック配線をクロック
信号遅延値が最小のクロック配線から最大のクロック配
線までクロック信号遅延値にしたがい順位付けして記憶
部に記憶する。

【００３１】サブステップ４３の処理後およびサブステ
ップ４０でクロック配線は順位付け済であると判断され
た場合にはサブステップ４４に進み、スキュー値判定ス
テップ２４までの処理が未了のクロック配線のうちでク
ロック信号遅延値が最小のクロック配線を処理対象クロ
ック配線として選択して対象クロック配線選択ステップ
２２を終了する。

【００３２】図６は、ブロック置換ステップ２３の詳細
なフロー図である。処理対象クロック配線のクロック遅
延時間を増大させてクロックスキューの改善を図るため
に、ブロック置換ステップ２３では、サブステップ５１
〜５５の処理を行う。各サブステップについて図５およ
びブロック置換処理を模式的に示す図である図７を参照
して説明する。

【００３３】先ず、サブステップ５１では、図５（ｂ）
に示された処理対象クロック配線にかかわる単位ブロッ
ク８のうち置換処理が未処理で且つクロック配線３のパ
スに沿った距離においてＦ／Ｆ２に最も近い単位ブロッ
クを処理対象ブロックとして選択する。

【００３４】次に、サブステップ５２で、処理対象ブロ
ック内の配線パタンがクロック配線のみで、且つ、処理
対象ブロックに隣接する配線グリッドに信号配線パタン
がない孤立クロックパタン（図１０（ａ）参照）に該当
するか否かを判断し、該当すると判断した場合にはブロ
ック置換ステップ２３を終了する。該当しないと判断し
た場合にはサブステップ５３へ進む。

【００３５】サブステップ５３では、処理対象ブロック
と内部パタンが一致する配線ブロックを検索する。パタ
ンテーブルに登録された処理対象ブロックと内部パタン
が一致する配線ブロックを、図４のサブステップ４１と
同様のパタンマッチング処理を実行して新規に抽出して
も良いが、サブステップ４１での抽出結果に基づいて予
めクロック配線毎に単位ブロックに対応する内部パタン
の配線ブロック名を記憶しておき、対象クロック配線名
と処理対象ブロックである単位ブロックの位置情報から
処理対象ブロックと内部パタンが一致する配線ブロック
名を検索しても良い。

【００３６】次に、サブステップ５４では、検索された
配線ブロックよりも容量値が大きく、且つ、処理対象ブ
ロックと置き換え配置が可能な配線ブロックである置換
配線ブロックがパタンテーブル１０内に存在するか否か
を判断する。パタンテーブル１０には、配線ブロックが
クロック配線の寄生容量が小さいものから大きいものへ
順番に登録されているので、処理対象ブロックに対応す
る内部パタンの配線ブロックを基点として配線ブロック
を順次取りだし、その内部パタンと処理対象ブロックの
内部パタンを置き換えたとしても異なるネット名の配線
間のショート等の違反が生じないときに置き換え可能と
判断する。置き換え可能な置換配線ブロックが存在しな
いと判断された場合にはブロック置換ステップ２３を終
了し、置換配線ブロックが存在すると判断された場合に
はサブステップ５５に進む。

【００３７】サブステップ５５では、処理対象ブロック
の内部パタンを切り取り前記置換配線ブロックの内部パ
タンと置換する。図５（ａ）のレイアウト結果に対して
Ｆ／Ｆ２に最も近い単位ブロックを処理対象ブロックと
してブロック置換ステップ２３の処理を適用した結果が
図７（ａ）であり、配線パタンＷＰ１が付加されてクロ
ック配線３の寄生容量が増加している。内部パタンの置
換時に、置換前の処理対象ブロックの内部パタンと置換
後の内部パタンとで同一の位置形状の配線パタンには、
置換前の処理対象ブロックにおけるそれぞれの配線パタ
ンが属する配線のネット名を継承して付し、新規に付加
された配線パタンには、対応すべきネット名を付する。

【００３８】図８は、スキュー値判定ステップ２４およ
び配線修正ステップ２５の詳細フロー図である。スキュ
ー値判定ステップ２４では、サブステップ６１〜６３の
処理を行う。

【００３９】サブステップ６１では、処理対象クロック
配線の寄生容量値を、ブロック置換ステップ２３によっ
て変更された内部パタンに対応する容量値に更新し、ク
ロック信号遅延値を算出する。

【００４０】次に、サブステップ６２で、サブステップ
６１で算出された処理対象クロック配線の遅延値と図４
のサブステップ４２で求めた最大のクロック信号遅延値
とから処理対象クロック配線のスキュー値を算出し、所
定のスキュー目標値以下であるか否かを判断する。スキ
ュー目標値を超えると判断された場合にはブロック置換
ステップ２３のサブステップ５１に戻る。処理対象クロ
ック配線のスキュー値がスキュー目標値以下に低減され
たと判断される場合にはサブステップ６３に進む。

【００４１】サブステップ６３では、すべてのクロック
配線のクロックスキューが所定のスキュー目標値以下で
あるか否かを判断する。目標値を超えるクロック配線が
存在していると判断された場合には対象クロック配線選
択ステップ２２のサブステップ４０に戻る。すべてのク
ロック配線が目標値以下であると判断されたときにはス
キュー値判定ステップ２４を終了する。

【００４２】図５（ａ）におけるＦ／Ｆ２に最も近い単
位ブロックを処理対象ブロックとしてブロック置換ステ
ップ２３を完了した図７（ａ）の状態ではスキュー値が
目標値以下にならなかった場合には、サブステップ６２
からブロック置換ステップ２３に戻りサブステップ５１
でＦ／Ｆ２に２番目に近い単位ブロック８を処理対象ブ
ロックに選択してサブステップ５２〜５５の処理を実行
し、図７（ｂ）に示すように、処理対象ブロックの内部
パタンに配線パタンＷＰ２を付加してクロック配線３の
寄生容量を増大させる。スキュー値判定ステップ２４の
サブステップ６１で対象クロック配線のクロック信号遅
延値を計算し、サブステップ６２でスキュー値が目標値
以下にならなかった場合には、再度サブステップ５１に
戻りＦ／Ｆ２から３番目に近い単位ブロックを処理対象
ブロックとしてサブステップ５２〜５５の処理を実行
し、図７（ｃ）に示すように、配線パタンＷＰ３、ＷＰ
４を付加してクロック配線３の寄生容量を増大させる。

【００４３】このようにしてＦ／Ｆ２から遠い位置の単
位ブロックに向かって順次ブロック置換を実行し、サブ
ステップ６２でスキュー値が目標値以下となったときに
対象クロック配線についての改善処理を終了し、他にも
目標値を超えるスキュー値のクロック配線が存在する場
合には対象クロック配線選択ステップ２２に戻りサブス
テップ４４で次の処理対象クロック配線として選択して
改善処理する。

【００４４】すべてのクロック配線のスキュー値が所定
のスキュー目標値以下に改善されたのちには、配線修正
ステップ２５で、単位ブロックの置換結果に基づきクロ
ック配線の周囲の配線修正を実行する。このとき、置換
処理済みの単位ブロックの内部パタンに関しては配線パ
タンの位置を固定し、それぞれの配線パタンに付された
ネット名が同一の配線パタン同士を接続したのち、単位
ブロックの外部の信号配線で不要となった配線があれば
除去してクロックスキュー改善処理１６を終了する。

【００４５】図７（ｄ）は、配線修正ステップ２５を完
了した改善処理後のレイアウトパタン図であり、図５
（ａ）の改善処理前のレイアウトパタン図と比較してク
ロック配線３と配線パタンＷＰ１，ＷＰ２，ＷＰ３，Ｗ
Ｐ４等との結合容量が付加されている。以上の説明から
明らかなように、寄生容量の単位ブロック単位で増加さ
せられるので、配線グリッドを用いている場合において
もクロック遅延を精度良く調整でき、クロックスキュー
低減が可能となる。

【００４６】図９は、本発明の第２の実施例におけるブ
ロック置換ステップ２３ａのフロー図である。ブロック
置換ステップ２３ａでは、処理対象ブロック内の配線パ
タンがクロック配線のみで、且つ、処理対象ブロックに
隣接する配線グリッドに信号配線パタンがない孤立クロ
ックパタンに該当する場合に、図１０の孤立クロック配
線の改善模式図に示すようにして対象クロック配線の容
量を増加させる。このために、図９のブロック置換ステ
ップ２３ａには、図６のブロック置換ステップ２３に含
まれるサブステップ５１〜５５に加えてサブステップ５
６が追加されている。サブステップ５１〜５５について
は図６のブロック置換ステップ２３と同一であり、図１
のレイアウト設計フロー図でブロック置換ステップ２３
と置き換えることができる。

【００４７】ブロック置換ステップ２３ａにおいては、
サブステップ５２で図１０（ａ）のクロック配線３のよ
うに単位ブロック３内に他の信号配線がなく、単位ブロ
ック３に隣接する外部の配線グリッド上においても信号
配線が散在しない孤立クロックパタンに該当する場合に
サブステップ５６に進み、図１０（ｂ）に示すように、
処理対象ブロックである単位ブロック８をクロック配線
パタンの両側に電源線パタン９または接地線パタンが配
置された配線ブロックに置換する。

【００４８】サブステップ５６が追加されたことによ
り、Ｆ／Ｆ２のクロック入力端子付近のクロック配線が
孤立して配線されている場合においても寄生容量の大き
い配線ブロックに置換することができるのでクロック遅
延時間の調整範囲が広くなるという利点が生じる。電源
線パタン９または接地線パタンは、配線修正ステップ２
５で、図１０（ｃ）に示すように、Ｆ／Ｆ２の内部電源
線または内部接地線に接続する。

【００４９】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明を適用す
ることにより、クロック配線専用の配線層を用いなくと
もクロック信号の遅延が等しくなるように調整でき、ま
た、配線グリッドを用いて配線する場合においてもクロ
ック遅延を精度良く調整できるので、ＬＳＩの配置配線
後にクロックスキューの改善が必要となったときに、Ｌ
ＳＩ全体の配置配線を再実行することなく容易且つ確実
にクロックスキューを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクロックスキュー改善処理を含むレイ
アウト設計フロー図である。

【図２】クロックスキュー改善手段の構成図である。

【図３】パタンテーブルの登録内容の一例を示す図であ
る。

【図４】配線パタン分割ステップおよび対象クロック配
線選択ステップの詳細なフロー図である。

【図５】配線パタン分割ステップの処理を模式的に説明
する図である。

【図６】ブロック置換ステップの詳細なフロー図であ
る。

【図７】ブロック置換の処理を模式的に示す図である

【図８】スキュー値判定ステップおよび配線修正ステッ
プの詳細フロー図である。

【図９】本発明の第２の実施例におけるブロック置換ス
テップのフロー図である。

【図１０】孤立クロック配線の改善処理を模式的に示す
図である。

【図１１】ＣＴＳを用いたレイアウト設計フロー図であ
る。

【図１２】ＣＴＳ配線の模式図およびその問題点を説明
する図である。

【図１３】第２の従来例とその問題点を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１ ルートバッファ ２ Ｆ／Ｆ ３ クロック配線 ７ 配線ブロック ８ 単位ブロック １０ パタンテーブル １１ セル配置ステップ １２ ＣＴＳ配線ステップ １３ 信号系配線ステップ １４ クロックスキュー計算ステップ １５，１５ａ クロックスキュー合否判定ステップ １６ クロックスキュー改善処理ステップ ２１ パタン分割ステップ ２２ 対象クロック配線選択ステップ ２３，２３ａ ブロック置換ステップ ２４ スキュー値判定ステップ ２５ 配線修正ステップ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クロック配線パタンおよび周囲の配線パ
   タンからなる内部パタンを有する方形の配線ブロックお
   よび配線ブロック名と内部パタンに応じてクロック配線
   に寄生する容量値とを対応させて容量値が小さい配線ブ
   ロックから大きい配線ブロックへの順序で記録したパタ
   ンテーブルを用いて、ＬＳＩチップにレイアウトされた
   ルートバッファから複数の順序回路のクロック端子まで
   のそれぞれのクロック配線間のスキューを低減するクロ
   ックスキュー改善方法であって、 それぞれのクロック配線について配線パスに沿った領域
   を配線ブロックと同一外形を有する複数の単位ブロック
   に分割する第１のステップと、 前記パタンテーブルを参照してそれぞれのクロック配線
   におけるクロック信号遅延値を算出し最大のクロック信
   号遅延値から目標クロックスキュー値を減算して得た値
   よりもクロック遅延値が小さいクロック配線を抽出して
   スキュー改善の処理対象クロック配線として選択する第
   ２のステップと、 前記処理対象クロック配線について単位ブロック毎に内
   部パタンが一致する配線ブロックを検索し単位ブロック
   の内部パタンを検索された配線ブロックよりも容量値の
   大きい配線ブロックの内部パタンに置換する第３のステ
   ップと、 置換後の単位ブロックの容量値に基づいて各クロック配
   線におけるクロック信号遅延値を算出し最大のクロック
   信号遅延値と比較してクロックスキュー値を求め所定の
   スキュー目標値以下となったか否かを判断する第４のス
   テップと、 単位ブロックの置換結果に基づきクロック配線の周囲の
   配線修正を実行する第５のステップとを有することを特
   徴とするクロックスキュー改善方法。
2. 【請求項２】 前記第２のステップが、 それぞれのクロック配線に対して、対応するすべての単
   位ブロックについてパタンテーブルを参照して単位ブロ
   ックと内部パタンが一致する配線ブロックを検出し該配
   線ブロックに対応する容量値を抽出して加算しクロック
   配線の容量値を算出する第１のサブステップと、 算出された容量値に基づいてクロック配線毎にクロック
   信号遅延値を算出する第２のサブステップと、 クロック配線をクロック信号遅延値が最小のクロック配
   線から最大のクロック配線までクロック信号遅延値にし
   たがい順位付けする第３のサブステップと、 前記第４のステップまでの処理が未了のクロック配線の
   うちクロック信号遅延値が最小のクロック配線を処理対
   象クロック配線として選択する第４のサブステップとを
   有する請求項１記載のクロックスキュー改善方法。
3. 【請求項３】 前記第３のステップが、 処理対象クロック配線にかかわる単位ブロックのうち置
   換処理が未処理で且つクロック配線のパスに沿った距離
   において順序回路に最も近い単位ブロックを処理対象ブ
   ロックとして選択する第１のサブステップと、 前記処理対象ブロック内の配線パタンがクロック配線の
   みで且つ前記処理対象ブロックに隣接する配線グリッド
   に信号配線パタンがない孤立クロックパタンに該当する
   か否かを判断し該当すると判断したときには前記第３の
   ステップを終了する第２のサブステップと、 前記第２のサブステップで孤立クロックパタンに該当し
   ないと判断されたときに進み、前記処理対象ブロックと
   内部パタンが一致する配線ブロックを検索する第３のサ
   ブステップと、 検索された配線ブロックよりも容量値が大きく且つ置き
   換え配置が可能な置換配線ブロックが前記パタンテーブ
   ル内に存在するか否かを判断し存在しないと判断したと
   きには前記第３のステップを終了する第４のサブステッ
   プと、 前記第４のサブステップで存在すると判断されたときに
   進み、前記処理対象ブロックの内部パタンを切り取り前
   記置換配線ブロックの内部パタンと置換する第５のサブ
   ステップとを有する請求項１および２記載のクロックス
   キュー改善方法。
4. 【請求項４】 前記第３のステップが、 処理対象クロック配線にかかわる単位ブロックのうち置
   換処理が未処理で且つクロック配線のパスに沿った距離
   において順序回路に最も近い単位ブロックを処理対象ブ
   ロックとして選択する第１のサブステップと、 前記処理対象ブロック内の配線パタンがクロック配線の
   みで且つ前記処理対象ブロックに隣接する配線グリッド
   に信号配線パタンがない孤立クロックパタンに該当する
   か否かを判断する第２のサブステップと、 前記第２のサブステップで孤立クロックパタンに該当し
   ないと判断されたときに進み、前記処理対象ブロックと
   内部パタンが一致する配線ブロックを検索する第３のサ
   ブステップと、 検索された配線ブロックよりも容量値が大きく且つ置き
   換え配置が可能な置換配線ブロックが前記パタンテーブ
   ル内に存在するか否かを判断し存在しないと判断したと
   きには前記第３のステップを終了する第４のサブステッ
   プと、 前記第４のサブステップで存在すると判断されたときに
   進み、前記処理対象ブロックの内部パタンを切り取り前
   記置換配線ブロックの内部パタンと置換する第５のサブ
   ステップと、 前記第２のサブステップで孤立クロックパタンに該当す
   ると判断されたときに進み、前記処理対象ブロックをク
   ロック配線パタンの両側に電源線パタンまたは接地線パ
   タンが配置された配線ブロックに置換して前記第３のス
   テップを終了する第６のサブステップとを有する請求項
   １および２記載のクロックスキュー改善方法。
5. 【請求項５】 前記第４のステップが、 処理対象クロック配線の容量値を更新しクロック信号遅
   延値を算出する第１のサブステップと、 前記処理対象クロック配線の遅延値と最大のクロック信
   号遅延値とから前記処理対象クロック配線のスキュー値
   を算出し所定のスキュー目標値以下であるか否かを判断
   し、目標値を超えるときには前記第３のステップに戻る
   第２のサブステップと、 前記第２のサブステップで目標値以下であると判断され
   たときに進み、すべてのクロック配線のクロックスキュ
   ーが前記所定のスキュー目標値以下であるか否かを判断
   し、目標値を超えるクロック配線が存在しているときに
   は前記第２のステップに戻り、すべてのクロック配線が
   目標値以下であるときには前記第４のステップを終了す
   る第３のサブステップとを有する請求項１，２，３およ
   び４記載のクロックスキュー改善方法。
6. 【請求項６】 前記配線ブロックおよび前記単位ブロッ
   クの外形が、配線の長手方向に２配線ピッチの長さの辺
   を有しこれと直角方向に２配線ピッチの長さの辺を有す
   る方形である請求項１，２，３，４および５記載のクロ
   ックスキュー改善方法。