JP2004258756A - 回路部品配置設計方法、及び回路部品配置設計支援装置 - Google Patents
回路部品配置設計方法、及び回路部品配置設計支援装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】配線の放射電磁雑音量だけではなく、遅延時間をも考慮して、放射電磁雑音量及び遅延時間を共に低く抑えつつ、回路部品の配置や配線を効率的に設定する。
【解決手段】演算部31は配線の放射電磁雑音及び遅延時間を算出し、比較部32は放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を超えるか否かを判定する。放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を超えなくなるまで、回路部品の配置変更もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更を繰り返す。これにより、放射電磁雑音量及び遅延時間を共に低く抑えることができ、回路部品の配置や配線を効率的に設定することができる。
【選択図】図1
【解決手段】演算部31は配線の放射電磁雑音及び遅延時間を算出し、比較部32は放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を超えるか否かを判定する。放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を超えなくなるまで、回路部品の配置変更もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更を繰り返す。これにより、放射電磁雑音量及び遅延時間を共に低く抑えることができ、回路部品の配置や配線を効率的に設定することができる。
【選択図】図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上の各部品が適確に配置される様に回路基板設計等を支援する回路部品配置設計方法及び回路部品配置設計支援装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の従来の技術は、例えば特許文献1に記載されている。ここでは、CAD(Computer Aided Design)を用いて、基板上の各部品の配置や配線を設定し、この後に仮想配線長を算出し、仮想配線長及び入力信号特性に基づいて、放射電磁雑音量を算出し、放射電磁雑音量が許容値を超える場合は、放射電磁雑音量を低減するためのノイズフィルタ等を配線に付加してから、各部品の配置や配線を再設定している。
【0003】
【特許文献1】
特許第2970220号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1の技術では、ノイズフィルタ等を付加することにより放射電磁雑音量が低減されても、このノイズフィルタ等の付加による信号波形の影響が考慮されていなかった。例えば、集積回路素子間を接続する配線にノイズフィルタ等が付加されると、放射電磁雑音量が低減されるものの、これに伴って信号波形が変化する。そして、この信号波形の変化が原因となって、信号伝達の遅延時間が長くなり、集積回路素子のオンオフ動作のタイミングが変動して、集積回路素子の誤動作が発生した。
【0005】
一方、実際の基板上で各部品の配置や配線を設定した後に、オシロスコープを用いて、信号波形を測定しつつ、放射電磁雑音量等を検証する方法もある。しかしながら、この方法では、各部品の配置や配線が一旦決定されてから、一部の部品の配置や配線が変更されたり、ノイズフィルタ等が付加されたりすることから、これが回路全体に影響を及ぼし、結局は、全ての部品の配置や配線が最初からやり直されることとなり、回路基板設計の効率が悪かった。
【0006】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、配線の放射電磁雑音量だけではなく、遅延時間をも考慮して、放射電磁雑音量及び遅延時間を共に低く抑えつつ、回路部品の配置や配線を効率的に設定することが可能な回路部品配置設計方法及び回路部品配置設計支援装置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】
上記課題を解決するために、本発明の回路部品配置設計方法は、基板上の回路部品の配置位置を入力する第1ステップと、配線の放射電磁雑音量の許容量及び遅延時間の許容量を入力する第2ステップと、入力された回路部品の配置位置、及び予め設定された回路部品の結線情報に基づいて、配線の仮想配線長を取得する第3ステップと、取得された仮想配線長、予め設定された回路部品情報、基板情報、及び入力信号特性に基づいて、配線上の信号波形を算出し、この信号波形に基づいて、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間を算出する第4ステップと、算出された遅延時間もしくは放射電磁雑音量がそれぞれの許容量を超える場合は、回路部品の配置変更もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更を行なう第5ステップとを含み、算出された放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を超えなくなるまで、第3乃至第5ステップを繰り返している。
【0008】
この様な構成の本発明によれば、配線の放射電磁雑音だけではなく、遅延時間をも算出しており、放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を超えなくなるまで、回路部品の配置変更もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更を繰り返している。これにより、放射電磁雑音量及び遅延時間を共に低く抑えることができ、回路部品の配置や配線を効率的に設定することができる。
【0009】
また、本発明においては、EMI対策部品は、放射電磁雑音を低減させるために配線に挿入されるか、又は配線とアース間に挿入される。
【0010】
この様に用いられるEMI対策部品としては、コンデンサ、インダクタ、フェライトビーズ、抵抗等を1つ以上組み合わせたものがある。
【0011】
更に、本発明の第5ステップにおいては、算出された放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を共に超える場合は、回路部品の配置変更を行ない、算出された放射電磁雑音量のみが許容量を超える場合は、EMI対策部品の挿入又は変更を行ない、算出された遅延時間のみが許容量を超え、EMI対策部品が挿入されていない場合は、回路部品の配置変更を行ない、算出された遅延時間のみが許容量を超え、EMI対策部品が既に挿入されている場合は、EMI対策部品の削除又は変更を行なっている。
【0012】
一般に、EMI対策部品の挿入、削除、又は変更を行なう場合は、放射電磁雑音量と遅延時間がトレードオフの関係にあり、一方が減少すると、他方が増大する。また、回路部品の配置変更を行なう場合は、遅延時間と放射電磁雑音量がトレードオフの関係になく、両方を共に減少させることが可能である。ただし、回路部品の配置変更は、回路全体に影響を及ぼし易い。そこで、放射電磁雑音量及び遅延時間のいずれが許容量を超えているか、またEMI対策部品が既に挿入されているか否かに応じて、EMI対策部品の挿入、削除、又は変更と回路部品の配置変更とを使い分けている。
【0013】
また、本発明の回路部品配置設計支援装置は、基板上の回路部品の配置位置を入力する回路部品配置入力手段と、配線の放射電磁雑音量の許容量及び遅延時間の許容量を入力する許容量入力手段と、入力された回路部品の配置位置、及び予め設定された回路部品の結線情報に基づいて、配線の仮想配線長を算出する第1演算手段と、算出された仮想配線長、予め設定された回路部品情報、基板情報、及び入力信号特性に基づいて、配線上の信号波形を算出し、この信号波形に基づいて、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間を算出する第2演算手段と、算出された放射電磁雑音量もしくは遅延時間がそれぞれの許容量を超えるか否かを判定する判定手段と、この判定結果を表示する表示手段と、回路部品の配置変更もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更を行なう変更手段とを備えている。
【0014】
この様な構成の本発明によれば、配線の放射電磁雑音だけではなく、遅延時間をも算出し、放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を超えるか否かを判定して、この判定結果を表示している。このため、表示された判定結果を見ながら、回路部品の配置変更もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更を繰り返せば、放射電磁雑音量及び遅延時間を共に低く抑えることができ、回路部品の配置や配線を効率的に設定することができる。
【0015】
また、本発明においては、放射電磁雑音量が許容量を超えたと判定されたときに、該放射電磁雑音量及び許容量を超えた放射電磁雑音の周波数帯域を表示手段に表示させ、遅延時間が許容量を超えたときに、該遅延時間を表示手段に表示させている。
【0016】
この様な表示により、回路部品の配置変更もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更を適宜に選択して行なうことができる。
【0017】
更に、本発明においては、複数のEMI対策部品情報を記憶する記憶手段を備え、遅延時間もしくは放射電磁雑音量がそれぞれの許容量を超えると判定されたときに、記憶手段内の各EMI対策部品情報を用いた変更手段による処理と、この処理に引き続く第1演算手段、第2演算手段、及び判定手段による処理とを繰り返し、これにより遅延時間もしくは放射電磁雑音量がそれぞれの許容量を超えることがないEMI対策部品を選択している。
【0018】
この様に複数のEMI対策部品情報、つまり複数のEMI対策部品を予め用意しておき、遅延時間もしくは放射電磁雑音量がそれぞれの許容量を超えることがないEMI対策部品を選択すれば、より適確な対策を施すことができる。
【0019】
また、本発明においては、回路部品の配置変更に際し、遅延時間が許容量を超えない該回路部品の配置領域と、放射電磁雑音量が許容量を超えない該回路部品の配置領域と、放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を共に超えない該回路部品の配置領域とを求め、これらの配置領域を表示手段に表示させている。
【0020】
この様な回路部品の配置領域の表示により、回路部品の配置変更を適確に行なうことができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【0022】
図1は、本発明の回路部品配置設計支援装置の第1実施形態を示すブロック図である。本実施形態の回路部品配置設計支援装置は、入力装置1、記憶装置2、データ処理演算装置3、及び表示装置4を備えている。
【0023】
入力装置1は、情報を入力するために操作されるキーボードやマウス等、あるいは情報を他の情報端末装置から送受するための通信装置等を含む。また、入力装置1は、回路部品の配置位置を入力設定するための回路部品配置部11、放射電磁雑音の許容量及び遅延時間の許容量を入力設定するための許容量取得部12、及びEMI対策部品の挿入、削除、又は変更の指示を入力設定するためのEMI対策部品変更部13を備えている。
【0024】
回路部品配置部11は、入力装置1で基板上の各回路部品の配置位置を示す情報が入力もしくは受信されると、この入力もしくは受信された情報を部品配置情報26として記憶装置2に記憶し、この入力もしくは受信された情報に基づいて、部品配置情報26を更新する。
【0025】
許容量取得部12は、入力装置1で放射電磁雑音の許容量及び遅延時間の許容量を示す情報が入力もしくは受信されると、この入力もしくは受信された情報を許容量情報27として記憶装置2に記憶する。放射電磁雑音は、信号が基板上の配線を通じて伝達されるときに配線から発生される電磁波である。遅延時間は、基板上の一方の回路部品の出力ピンから他方の回路部品の入力ピンへと信号が伝達されるのに要する伝達時間であり、より具体的には入力ピン側で信号電圧がスレッショルドレベルを超えてから出力ピン側で信号電圧がスレッショルドレベルを超えるまでの時間である。スレッショルドレベルは、信号のハイレベル及びローレベルを確定するために信号電圧と比較される電圧値である。
【0026】
EMI対策部品変更部13は、入力装置1でEMI対策部品の挿入、削除、又は変更の指示が入力もしくは受信されると、この指示に基づいて、記憶装置2内のネット結線情報23を更新する。
【0027】
記憶装置2は、ハードディスク装置等であり、基板情報21、回路部品情報22、ネット結線情報23、入力信号特性情報24、EMI対策部品情報25、部品配置情報26、及び許容量情報27等を記憶している。基板情報21は、基板の大きさ、基板の層構成、各層の厚さ、基板の材質等を示している。
【0028】
回路部品情報22は、回路部品のパッケージや入出力ピンを示しており、例えばIBIS(I/O Buffer Information Specification)モデルである。
【0029】
ネット結線情報23は、基板上の各配線の名称、及び各配線が接続されるそれぞれのピンを示している。
【0030】
入力信号特性情報24は、基板上の各配線の入力信号の振幅、周波数、立ち上がり時間、及び立ち下がり時間等の入力信号特性を示している。
【0031】
EMI対策部品情報25は、EMI対策部品の名称、等価回路、及び放射電磁雑音を低減させる周波数特性等を示している。EMI対策部品は、基板上の配線に挿入されたり、配線とアース間に挿入されたりして、配線からの放射電磁雑音を低減させるものであり、例えばコンデンサ、インダクタ、フェライトビーズ、及び抵抗等を1つ以上組み合わせてなる。EMI対策部品の等価回路は、抵抗、コンデンサ、インダクタ等からなる。
【0032】
部品配置情報26は、先に述べた様に入力装置1の回路部品配置部11により設定されるものであり、基板上の各回路部品の配置位置を示している。
【0033】
許容量情報27は、先に述べた様に入力装置1の許容量取得部12により設定されるものであり、基板上の配線からの放射電磁雑音の許容量及び配線の遅延時間の許容量を示している。
【0034】
データ処理演算装置3は、演算部31及び比較部32を含む。演算部31は、部品配置情報26及びネット結線情報23に基づいて、基板上の仮想配線長を算出し、仮想配線長、基板情報21、回路部品情報22、入力信号特性情報24、及びEMI対策部品情報25に基づいて、配線上の信号波形を算出し、更に信号波形に基づいて、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間を算出する。
【0035】
比較部32は、演算部31により求められた配線の放射電磁雑音量及び遅延時間と、許容量情報27によって示される放射電磁雑音の許容量及び遅延時間の許容量とを比較し、演算部31により求められた配線の放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を超えているか否かを判定する。また、ネット結線情報23に基づいて、配線上にEMI対策部品が挿入されているか否かを判定する。
【0036】
表示装置4は、ディスプレイ装置やプリンタ装置であり、比較部32による判定結果を表示出力する。
【0037】
さて、この様な構成の装置においては、図2に示すフローチャートに従って、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を超えなくなるまで、回路部品の配置変更もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更が繰り返される。次に、図2のフローチャートを参照しつつ、この処理過程を説明する。
【0038】
尚、図2のフローチャートの処理を実行する前に、基板上の回路構成が決定されており、この回路構成に応じて基板情報21、回路部品情報22、ネット結線情報23、及び入力信号特性情報24が予め設定されているものとする。また、複数種のEMI対策部品が予め用意されており、これらのEMI対策部品に応じてEMI対策部品情報25が予め設定されているものとする。
【0039】
まず、操作者は、入力装置1の回路部品配置部11を通じて、基板上の各回路部品の配置位置を入力し、基板上の各回路部品の配置位置を記憶装置2の部品配置情報26として設定する(ステップS101)。
【0040】
また、操作者は、入力装置1の許容量取得部12を通じて、放射電磁雑音の許容量及び遅延時間の許容量を入力し、放射電磁雑音の許容量及び遅延時間の許容量を記憶装置2の許容量情報27として設定する(ステップS102)。
【0041】
データ処理演算装置3の演算部31は、部品配置情報26及びネット結線情報23に基づいて、基板上の仮想配線長を算出し、仮想配線長、基板情報21、回路部品情報22、入力信号特性情報24、及びEMI対策部品情報25に基づいて、配線上の信号波形を算出する(ステップS103)。
【0042】
更に、演算部31は、配線上の信号波形に基づいて、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間を算出する(ステップS104)。
【0043】
データ処理演算装置3の比較部32は、演算部31により求められた配線の放射電磁雑音量及び遅延時間が許容量情報27によって示される放射電磁雑音の許容量及び遅延時間の許容量を超えているか否かをそれぞれ判定する(ステップS105)。
【0044】
そして、比較部32は、演算部31により求められた配線の放射電磁雑音量及び遅延時間のいずれかが許容量を超えていれば(ステップS105で「No」)、この判定結果を表示装置4に表示する。操作者は、表示装置4に表示された判定結果を参照し、入力装置1を操作することにより、基板上の回路部品の移動、もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更を指示する(ステップS106)。
【0045】
例えば、入力装置1を操作することにより、基板上の任意の回路部品を選択して、この回路部品の移動先の配置位置を入力し、この回路部品の配置位置を変更する。これに応答して回路部品配置部11は、記憶装置2の部品配置情報26によって示される該回路部品の配置位置を書き換えて、部品配置情報26を更新する。
【0046】
あるいは、入力装置1を操作することにより、予め用意されている各EMI対策部品のいずれかを選択して、選択したEMI対策部品を挿入する配線箇所を指示したり、既に挿入されているEMI対策部品の削除や変更を指示したりする。これに応答してEMI対策部品変更部13は、記憶装置2のネット結線情報23によって示される配線の接続ピンを書き換えて、ネット結線情報23を更新する。このEMI対策部品の挿入、削除、又は変更に伴い、回路部品の配置位置をも変更するのであれば、入力装置1の操作により、この回路部品の移動先の配置位置を入力し、回路部品配置部11を通じて、部品配置情報26によって示される該回路部品の配置位置を書き換え、部品配置情報26を更新する。
【0047】
この後、ステップS103に戻る。これにより、更新された部品配置情報26もしくはネット結線情報23に基づいて、基板上の仮想配線長が再度算出されて更新され、この更新された仮想配線長と、基板情報21、回路部品情報22、入力信号特性情報24、及びEMI対策部品情報25に基づいて、配線上の信号波形が再度算出されて更新される(ステップS103)。更に、この更新された信号波形に基づいて、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間が再度算出されて更新される(ステップS104)。そして、この更新された放射電磁雑音量及び遅延時間が許容量を超えているか否かがそれぞれ判定され(ステップS105)、いずれかが許容量を超えていれば(ステップS105で「No」)、基板上の回路部品の移動、もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更が指示される(ステップS106)。
【0048】
以降同様に、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間が求められ、これらの放射電磁雑音量及び遅延時間が許容量を超えていれば、基板上の回路部品の移動、もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更が繰り返される。
【0049】
そして、基板上の回路部品の移動、もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更により、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間が許容量以下になると(ステップS105で「Yes」)、この処理が終了する。
【0050】
この様に本実施形態では、配線の放射電磁雑音及び遅延時間を算出し、放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を超えなくなるまで、回路部品の配置変更もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更を繰り返している。これにより、放射電磁雑音量及び遅延時間を共に低く抑えることができ、回路部品の配置や配線を効率的に設定することができる。
【0051】
図3は、本発明の回路部品配置設計支援装置の第2実施形態による処理過程を示すフローチャートである。尚、本実施形態の回路部品配置設計支援装置は、図1の装置と同様の構成であり、その処理過程が図1の装置とは異なる。
【0052】
次に、図3のフローチャートを参照しつつ、本実施形態の装置による処理過程を説明する。
【0053】
まず、操作者は、入力装置1の回路部品配置部11を通じて、基板上の各回路部品の配置位置を入力し、基板上の各回路部品の配置位置を部品配置情報26として設定する(ステップS111)。
【0054】
また、操作者は、入力装置1の許容量取得部12を通じて、放射電磁雑音の許容量及び遅延時間の許容量を入力し、放射電磁雑音の許容量及び遅延時間の許容量を許容量情報27として設定する(ステップS112)。
【0055】
演算部31は、部品配置情報26及びネット結線情報23に基づいて、基板上の仮想配線長を算出し、仮想配線長、基板情報21、回路部品情報22、入力信号特性情報24、及びEMI対策部品情報25に基づいて、配線上の信号波形を算出する(ステップS113)。
【0056】
更に、演算部31は、配線上の信号波形に基づいて、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間を算出する(ステップS114)。
【0057】
比較部32は、演算部31により求められた配線の放射電磁雑音量が許容量情報27によって示される放射電磁雑音の許容量を超えているか否かを判定する(ステップS115)。
【0058】
例えば、配線の放射電磁雑音量が許容量を超えていれば(ステップS115で「No」)、比較部32は、演算部31により求められた配線の遅延時間が許容量情報27によって示される遅延時間の許容量を超えているか否かを判定する(ステップS117)。そして、配線の遅延時間が許容量を超えていなければ(ステップS117で「Yes」)、ステップS119に移る。また、配線の遅延時間が許容量を超えていれば(ステップS117で「No」)、ステップS120に移る。
【0059】
また、配線の放射電磁雑音量が許容量を超えていなくても(ステップS115で「Yes」)、比較部32は、やはり演算部31により求められた配線の遅延時間が許容量情報27によって示される遅延時間の許容量を超えているか否かを判定する(ステップS116)。そして、配線の遅延時間が許容量を超えていれば(ステップS116で「No」)、比較部32は、EMI対策部品が既に挿入されているか否かを判定する(ステップS118)。そして、EMI対策部品が既に挿入されていれば(ステップS118で「Yes」)、ステップS119に移り、EMI対策部品が未だに挿入されていなければ(ステップS118で「No」)、ステップS120に移る。
【0060】
更に、配線の放射電磁雑音量が許容量を超えておらず(ステップS115で「Yes」)、配線の遅延時間が許容量を超えていなければ(ステップS116で「Yes」)、この処理が終了する。
【0061】
従って、配線の放射電磁雑音量が許容量を超え、配線の遅延時間が許容量を超えていない場合は(ステップS115で「No」、ステップS117で「Yes」)、ステップS119に移る。また、配線の放射電磁雑音量が許容量を超えずに、配線の遅延時間が許容量を超えており、EMI対策部品が既に挿入されている場合も(ステップS115で「Yes」、ステップS116で「No」、ステップS118で「Yes」)、ステップS119に移る。
【0062】
ステップS119において、比較部32は、EMI対策部品の挿入、削除、又は変更の指示を表示装置4に表示する。操作者は、表示装置4に表示された指示に従って、入力装置1を操作することにより、予め用意されている各EMI対策部品のいずれかを選択して、選択したEMI対策部品を挿入する配線箇所を指示したり、既に挿入されているEMI対策部品の削除や変更を指示したりする。これに応答してEMI対策部品変更部13は、記憶装置2のネット結線情報23によって示される配線の接続ピンを書き換えて、ネット結線情報23を更新する。このEMI対策部品の挿入、削除、又は変更に伴い、回路部品の配置位置を変更するのであれば、入力装置1の操作により、この回路部品の移動先の配置位置を入力し、回路部品配置部11を通じて、部品配置情報26によって示される該回路部品の配置位置を書き換え、部品配置情報26を更新する。
【0063】
一般に、EMI対策部品の挿入、削除、又は変更を行なう場合は、放射電磁雑音量と遅延時間がトレードオフの関係にあり、EMI対策部品の挿入により放射電磁雑音量が減少すると、遅延時間が長くなる。
【0064】
そこで、配線の放射電磁雑音量が許容量を超え、配線の遅延時間が許容量を超えていない場合は(ステップS115で「No」、ステップS117で「Yes」)、ステップS119に移り、配線の遅延時間が許容量を超えないであろうという見込みの上で、EMI対策部品の挿入又は変更を行ない、配線の放射電磁雑音量を抑えている。また、配線の放射電磁雑音量が許容量を超えずに、配線の遅延時間が許容量を超えており、EMI対策部品が既に挿入されている場合は(ステップS115で「Yes」、ステップS116で「No」、ステップS118で「Yes」)、ステップS119に移って、既に挿入されているEMI対策部品を削除又は変更し、配線の遅延時間を抑えている。
【0065】
一方、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を共に超えている場合は(各ステップS115,S117で「No」)、ステップS120に移る。また、配線の放射電磁雑音量が許容量を超えずに、配線の遅延時間が許容量を超えており、EMI対策部品が挿入されていない場合も(ステップS115で「Yes」、ステップS116で「No」、ステップS118で「No」)、ステップS120に移る。
【0066】
ステップS120において、比較部32は、回路部品の移動の指示を表示装置4に表示する。操作者は、表示装置4に表示された指示に従って、入力装置1を操作することにより、基板上の回路部品の移動を指示する。これに応答して回路部品配置部11は、記憶装置2の部品配置情報26によって示される該回路部品の配置位置を書き換えて、部品配置情報26を更新する。
【0067】
回路部品の配置変更を行なう場合は、遅延時間と放射電磁雑音量がトレードオフの関係になく、両方を共に減少させることが可能である。ただし、回路部品の配置変更は、回路全体に影響を及ぼし易くて、他の回路部品や配線の移動が必要になることが多く、手間がかかる。
【0068】
そこで、EMI対策部品の挿入、削除、又は変更を行なうことが適確ではないときにだけ、回路部品の配置変更を行なう。すなわち、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を共に超えている場合は(各ステップS115,S117で「No」)、ステップS120に移って、回路部品の配置変更を行ない、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間を共に抑えている。また、配線の放射電磁雑音量が許容量を超えずに、配線の遅延時間が許容量を超えており、EMI対策部品が挿入されていない場合は(ステップS115で「Yes」、ステップS116で「No」、ステップS118で「No」)、ステップS120に移って、回路部品の配置変更を行ない、配線の遅延時間を抑えている。
【0069】
次の表1に、各ステップS115〜S120による処理を整理して示す。この表1において、縦方向には、放射電磁雑音量が許容量を超えているか否かに応じた対策を表し、横方向には、遅延時間が許容量を超えているか否かに応じた対策を表している。「○」は許容量を超えていないことを表し、「×」は許容量を超えていることを表している。
【0070】
【表1】
こうして各ステップS119,S120のいずれかを行なった後で、ステップS113に戻る。これにより、更新された部品配置情報26もしくはネット結線情報23に基づいて、基板上の仮想配線長が再度算出されて更新され、この更新された仮想配線長と、基板情報21、回路部品情報22、入力信号特性情報24、及びEMI対策部品情報25に基づいて、配線上の信号波形が再度算出されて更新される(ステップS113)。更に、この更新された信号波形に基づいて、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間が再度算出されて更新される(ステップS114)。そして、この更新された放射電磁雑音量及び遅延時間が許容量を超えているか否かがそれぞれ判定され(各ステップS115,S116,S117)、EMI対策部品が挿入されているか否かが判定され(ステップS118)、これらの判定結果に応じて各ステップS119,S120のいずれかが繰り返される。
【0071】
そして、基板上の回路部品の移動、もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更により、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間が許容量以下になると(ステップS116で「Yes」)、この処理が終了する。
【0072】
この様に本実施形態では、放射電磁雑音量及び遅延時間が許容量を超えているか否かの判定結果、及びEMI対策部品が挿入されているか否かの判定結果に応じて、EMI対策部品の挿入、削除、又は変更と、回路部品の配置変更とを使い分けているので、より適確な対処を行なうことができ、回路部品の配置や配線をより効率的に設定することができる。
【0073】
尚、図2のフローチャートの処理及び図3のフローチャートの処理は、各配線別に行なわれる。従って、図2のステップS105や図3のステップS115における配線の放射電磁雑音量が許容量を超えているか否かの判定の後で、この判定結果を表示装置4に表示するだけではなく、放射電磁雑音量が許容量を超える配線の名称をネット結線情報23から検索して表示装置4に表示する。
【0074】
同様に、図2のステップS105や図3の各ステップS116,S117における配線の遅延時間が許容量を超えているか否かの判定の後で、この判定結果を表示装置4に表示するだけではなく、配線の遅延時間が許容量を超える配線の名称をネット結線情報23から検索して表示装置4に表示する。
【0075】
これにより、いずれの配線について、回路部品の移動、もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更をすべきかが分かる。
【0076】
また、放射電磁雑音量の周波数特性を演算部31で求めて、放射電磁雑音量の周波数特性を配線の名称と共に表示装置4に表示しても良い。これにより、この放射電磁雑音量を低減させるのに適確な周波数特性を有するEMI対策部品を速やかに選択することができる。
【0077】
あるいは、配線の名称と共に、遅延時間を表示装置4に表示しても良い。これにより、この遅延時間を短縮させるのに適確な対処方法を速やかに選択することができる。
【0078】
更に、配線の放射電磁雑音量と許容量の差分や、遅延時間と許容量の差分を表示装置4に表示しても良い。
【0079】
また、図2のステップS106や図3のステップS119におけるEMI対策部品の挿入、削除、又は変更に際し、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間をそれぞれの許容量以下に抑えることが可能なEMI対策部品の名称を表示装置4に表示しても構わない。このためには、演算部31は、EMI対策部品情報25によって示される各EMI対策部品の等価回路及び周波数特性等に基づいて、各EMI対策部品別に、EMI対策部品の挿入、削除、又は変更により決定される配線の放射電磁雑音量及び遅延時間を算出する。そして、比較部32は、各EMI対策部品別に、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を超えるか否かを判定し、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量以下となるEMI対策部品を選択して、このEMI対策部品の名称を表示装置4に表示させる。あるいは、配線の放射電磁雑音量のみが許容量以下となるEMI対策部品を選択して、このEMI対策部品の名称を表示装置4に表示させたり、配線の遅延時間のみが許容量以下となるEMI対策部品を選択して、このEMI対策部品の名称を表示装置4に表示させたりする。これにより、いずれのEMI対策部品の挿入、削除、又は変更を行なえば良いかが分かるので、回路部品の配置や配線を更に効率的に設定することができる。
【0080】
また、図2のステップS106や図3のステップS120における回路部品の移動に際し、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間をそれぞれの許容量以下に抑えることが可能な回路部品の配置領域を表示装置4に表示しても構わない。このためには、演算部31は、回路部品を配置することが可能な複数の配置領域を求め、各配置領域別に、回路部品の配置による配線の放射電磁雑音量及び遅延時間を算出する。そして、比較部32は、各配置領域別に、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を超えるか否かを判定し、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量以下となる配置領域、配線の放射電磁雑音量のみが許容量以下となる配置領域、及び配線の遅延時間のみが許容量以下となる配置領域を表示装置4に表示させる。例えば、図4に示す様に基板131上で、仮想配線133を通じて、各回路部品132,136を相互に接続した状態で、一方の回路部品132を移動させるならば、配線の放射電磁雑音量のみが許容量以下となる配置領域134、及び配線の遅延時間のみが許容量以下となる配置領域135を表示装置4に表示させる。これにより、回路部品をいずれの配置領域に移動させれば良いかが分かるので、回路部品の配置や配線を更に効率的に設定することができる。
【0081】
尚、本実施形態の回路部品配置設計支援装置は、回路部品配置設計装置(例えばフロアプランCADや基板レイアウトCAD)の一機能として、コンピュータプログラムにより実現させることができる。
【0082】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、配線の放射電磁雑音だけではなく、遅延時間をも算出しており、放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を超えなくなるまで、回路部品の配置変更もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更を繰り返している。これにより、放射電磁雑音量及び遅延時間を共に低く抑えることができ、回路部品の配置や配線を効率的に設定することができる。
【0083】
例えば、CAD上での回路部品の配置に際し、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間が所望の許容量を超えない様に、回路部品の配置を決定することができ、放射電磁雑音が少なく、誤動作が発生し難いプリント回路基板を設計製造することができる。また、放射電磁雑音量及び信号波形(遅延時間)の修整のための基板の再設計の回数を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の回路部品配置設計支援装置の第1実施形態を示すブロック図である。
【図2】図1の装置による処理過程を示すフローチャートである。
【図3】本発明の回路部品配置設計支援装置の第2実施形態による処理過程を示すフローチャートである。
【図4】図1の装置の表示装置に表示される回路部品の配置領域を例示する図である。
【符号の説明】
1 入力装置
2 記憶装置
3 データ処理演算装置
4 表示装置
11 回路部品配置部
12 許容量取得部
13 EMI対策部品変更部
21 基板情報
22 回路部品情報
23 ネット結線情報
24 入力信号特性情報
25 EMI対策部品情報
26 部品配置情報
27 許容量情報
31 演算部
32 比較部
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上の各部品が適確に配置される様に回路基板設計等を支援する回路部品配置設計方法及び回路部品配置設計支援装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の従来の技術は、例えば特許文献1に記載されている。ここでは、CAD(Computer Aided Design)を用いて、基板上の各部品の配置や配線を設定し、この後に仮想配線長を算出し、仮想配線長及び入力信号特性に基づいて、放射電磁雑音量を算出し、放射電磁雑音量が許容値を超える場合は、放射電磁雑音量を低減するためのノイズフィルタ等を配線に付加してから、各部品の配置や配線を再設定している。
【0003】
【特許文献1】
特許第2970220号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1の技術では、ノイズフィルタ等を付加することにより放射電磁雑音量が低減されても、このノイズフィルタ等の付加による信号波形の影響が考慮されていなかった。例えば、集積回路素子間を接続する配線にノイズフィルタ等が付加されると、放射電磁雑音量が低減されるものの、これに伴って信号波形が変化する。そして、この信号波形の変化が原因となって、信号伝達の遅延時間が長くなり、集積回路素子のオンオフ動作のタイミングが変動して、集積回路素子の誤動作が発生した。
【0005】
一方、実際の基板上で各部品の配置や配線を設定した後に、オシロスコープを用いて、信号波形を測定しつつ、放射電磁雑音量等を検証する方法もある。しかしながら、この方法では、各部品の配置や配線が一旦決定されてから、一部の部品の配置や配線が変更されたり、ノイズフィルタ等が付加されたりすることから、これが回路全体に影響を及ぼし、結局は、全ての部品の配置や配線が最初からやり直されることとなり、回路基板設計の効率が悪かった。
【0006】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、配線の放射電磁雑音量だけではなく、遅延時間をも考慮して、放射電磁雑音量及び遅延時間を共に低く抑えつつ、回路部品の配置や配線を効率的に設定することが可能な回路部品配置設計方法及び回路部品配置設計支援装置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】
上記課題を解決するために、本発明の回路部品配置設計方法は、基板上の回路部品の配置位置を入力する第1ステップと、配線の放射電磁雑音量の許容量及び遅延時間の許容量を入力する第2ステップと、入力された回路部品の配置位置、及び予め設定された回路部品の結線情報に基づいて、配線の仮想配線長を取得する第3ステップと、取得された仮想配線長、予め設定された回路部品情報、基板情報、及び入力信号特性に基づいて、配線上の信号波形を算出し、この信号波形に基づいて、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間を算出する第4ステップと、算出された遅延時間もしくは放射電磁雑音量がそれぞれの許容量を超える場合は、回路部品の配置変更もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更を行なう第5ステップとを含み、算出された放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を超えなくなるまで、第3乃至第5ステップを繰り返している。
【0008】
この様な構成の本発明によれば、配線の放射電磁雑音だけではなく、遅延時間をも算出しており、放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を超えなくなるまで、回路部品の配置変更もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更を繰り返している。これにより、放射電磁雑音量及び遅延時間を共に低く抑えることができ、回路部品の配置や配線を効率的に設定することができる。
【0009】
また、本発明においては、EMI対策部品は、放射電磁雑音を低減させるために配線に挿入されるか、又は配線とアース間に挿入される。
【0010】
この様に用いられるEMI対策部品としては、コンデンサ、インダクタ、フェライトビーズ、抵抗等を1つ以上組み合わせたものがある。
【0011】
更に、本発明の第5ステップにおいては、算出された放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を共に超える場合は、回路部品の配置変更を行ない、算出された放射電磁雑音量のみが許容量を超える場合は、EMI対策部品の挿入又は変更を行ない、算出された遅延時間のみが許容量を超え、EMI対策部品が挿入されていない場合は、回路部品の配置変更を行ない、算出された遅延時間のみが許容量を超え、EMI対策部品が既に挿入されている場合は、EMI対策部品の削除又は変更を行なっている。
【0012】
一般に、EMI対策部品の挿入、削除、又は変更を行なう場合は、放射電磁雑音量と遅延時間がトレードオフの関係にあり、一方が減少すると、他方が増大する。また、回路部品の配置変更を行なう場合は、遅延時間と放射電磁雑音量がトレードオフの関係になく、両方を共に減少させることが可能である。ただし、回路部品の配置変更は、回路全体に影響を及ぼし易い。そこで、放射電磁雑音量及び遅延時間のいずれが許容量を超えているか、またEMI対策部品が既に挿入されているか否かに応じて、EMI対策部品の挿入、削除、又は変更と回路部品の配置変更とを使い分けている。
【0013】
また、本発明の回路部品配置設計支援装置は、基板上の回路部品の配置位置を入力する回路部品配置入力手段と、配線の放射電磁雑音量の許容量及び遅延時間の許容量を入力する許容量入力手段と、入力された回路部品の配置位置、及び予め設定された回路部品の結線情報に基づいて、配線の仮想配線長を算出する第1演算手段と、算出された仮想配線長、予め設定された回路部品情報、基板情報、及び入力信号特性に基づいて、配線上の信号波形を算出し、この信号波形に基づいて、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間を算出する第2演算手段と、算出された放射電磁雑音量もしくは遅延時間がそれぞれの許容量を超えるか否かを判定する判定手段と、この判定結果を表示する表示手段と、回路部品の配置変更もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更を行なう変更手段とを備えている。
【0014】
この様な構成の本発明によれば、配線の放射電磁雑音だけではなく、遅延時間をも算出し、放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を超えるか否かを判定して、この判定結果を表示している。このため、表示された判定結果を見ながら、回路部品の配置変更もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更を繰り返せば、放射電磁雑音量及び遅延時間を共に低く抑えることができ、回路部品の配置や配線を効率的に設定することができる。
【0015】
また、本発明においては、放射電磁雑音量が許容量を超えたと判定されたときに、該放射電磁雑音量及び許容量を超えた放射電磁雑音の周波数帯域を表示手段に表示させ、遅延時間が許容量を超えたときに、該遅延時間を表示手段に表示させている。
【0016】
この様な表示により、回路部品の配置変更もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更を適宜に選択して行なうことができる。
【0017】
更に、本発明においては、複数のEMI対策部品情報を記憶する記憶手段を備え、遅延時間もしくは放射電磁雑音量がそれぞれの許容量を超えると判定されたときに、記憶手段内の各EMI対策部品情報を用いた変更手段による処理と、この処理に引き続く第1演算手段、第2演算手段、及び判定手段による処理とを繰り返し、これにより遅延時間もしくは放射電磁雑音量がそれぞれの許容量を超えることがないEMI対策部品を選択している。
【0018】
この様に複数のEMI対策部品情報、つまり複数のEMI対策部品を予め用意しておき、遅延時間もしくは放射電磁雑音量がそれぞれの許容量を超えることがないEMI対策部品を選択すれば、より適確な対策を施すことができる。
【0019】
また、本発明においては、回路部品の配置変更に際し、遅延時間が許容量を超えない該回路部品の配置領域と、放射電磁雑音量が許容量を超えない該回路部品の配置領域と、放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を共に超えない該回路部品の配置領域とを求め、これらの配置領域を表示手段に表示させている。
【0020】
この様な回路部品の配置領域の表示により、回路部品の配置変更を適確に行なうことができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【0022】
図1は、本発明の回路部品配置設計支援装置の第1実施形態を示すブロック図である。本実施形態の回路部品配置設計支援装置は、入力装置1、記憶装置2、データ処理演算装置3、及び表示装置4を備えている。
【0023】
入力装置1は、情報を入力するために操作されるキーボードやマウス等、あるいは情報を他の情報端末装置から送受するための通信装置等を含む。また、入力装置1は、回路部品の配置位置を入力設定するための回路部品配置部11、放射電磁雑音の許容量及び遅延時間の許容量を入力設定するための許容量取得部12、及びEMI対策部品の挿入、削除、又は変更の指示を入力設定するためのEMI対策部品変更部13を備えている。
【0024】
回路部品配置部11は、入力装置1で基板上の各回路部品の配置位置を示す情報が入力もしくは受信されると、この入力もしくは受信された情報を部品配置情報26として記憶装置2に記憶し、この入力もしくは受信された情報に基づいて、部品配置情報26を更新する。
【0025】
許容量取得部12は、入力装置1で放射電磁雑音の許容量及び遅延時間の許容量を示す情報が入力もしくは受信されると、この入力もしくは受信された情報を許容量情報27として記憶装置2に記憶する。放射電磁雑音は、信号が基板上の配線を通じて伝達されるときに配線から発生される電磁波である。遅延時間は、基板上の一方の回路部品の出力ピンから他方の回路部品の入力ピンへと信号が伝達されるのに要する伝達時間であり、より具体的には入力ピン側で信号電圧がスレッショルドレベルを超えてから出力ピン側で信号電圧がスレッショルドレベルを超えるまでの時間である。スレッショルドレベルは、信号のハイレベル及びローレベルを確定するために信号電圧と比較される電圧値である。
【0026】
EMI対策部品変更部13は、入力装置1でEMI対策部品の挿入、削除、又は変更の指示が入力もしくは受信されると、この指示に基づいて、記憶装置2内のネット結線情報23を更新する。
【0027】
記憶装置2は、ハードディスク装置等であり、基板情報21、回路部品情報22、ネット結線情報23、入力信号特性情報24、EMI対策部品情報25、部品配置情報26、及び許容量情報27等を記憶している。基板情報21は、基板の大きさ、基板の層構成、各層の厚さ、基板の材質等を示している。
【0028】
回路部品情報22は、回路部品のパッケージや入出力ピンを示しており、例えばIBIS(I/O Buffer Information Specification)モデルである。
【0029】
ネット結線情報23は、基板上の各配線の名称、及び各配線が接続されるそれぞれのピンを示している。
【0030】
入力信号特性情報24は、基板上の各配線の入力信号の振幅、周波数、立ち上がり時間、及び立ち下がり時間等の入力信号特性を示している。
【0031】
EMI対策部品情報25は、EMI対策部品の名称、等価回路、及び放射電磁雑音を低減させる周波数特性等を示している。EMI対策部品は、基板上の配線に挿入されたり、配線とアース間に挿入されたりして、配線からの放射電磁雑音を低減させるものであり、例えばコンデンサ、インダクタ、フェライトビーズ、及び抵抗等を1つ以上組み合わせてなる。EMI対策部品の等価回路は、抵抗、コンデンサ、インダクタ等からなる。
【0032】
部品配置情報26は、先に述べた様に入力装置1の回路部品配置部11により設定されるものであり、基板上の各回路部品の配置位置を示している。
【0033】
許容量情報27は、先に述べた様に入力装置1の許容量取得部12により設定されるものであり、基板上の配線からの放射電磁雑音の許容量及び配線の遅延時間の許容量を示している。
【0034】
データ処理演算装置3は、演算部31及び比較部32を含む。演算部31は、部品配置情報26及びネット結線情報23に基づいて、基板上の仮想配線長を算出し、仮想配線長、基板情報21、回路部品情報22、入力信号特性情報24、及びEMI対策部品情報25に基づいて、配線上の信号波形を算出し、更に信号波形に基づいて、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間を算出する。
【0035】
比較部32は、演算部31により求められた配線の放射電磁雑音量及び遅延時間と、許容量情報27によって示される放射電磁雑音の許容量及び遅延時間の許容量とを比較し、演算部31により求められた配線の放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を超えているか否かを判定する。また、ネット結線情報23に基づいて、配線上にEMI対策部品が挿入されているか否かを判定する。
【0036】
表示装置4は、ディスプレイ装置やプリンタ装置であり、比較部32による判定結果を表示出力する。
【0037】
さて、この様な構成の装置においては、図2に示すフローチャートに従って、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を超えなくなるまで、回路部品の配置変更もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更が繰り返される。次に、図2のフローチャートを参照しつつ、この処理過程を説明する。
【0038】
尚、図2のフローチャートの処理を実行する前に、基板上の回路構成が決定されており、この回路構成に応じて基板情報21、回路部品情報22、ネット結線情報23、及び入力信号特性情報24が予め設定されているものとする。また、複数種のEMI対策部品が予め用意されており、これらのEMI対策部品に応じてEMI対策部品情報25が予め設定されているものとする。
【0039】
まず、操作者は、入力装置1の回路部品配置部11を通じて、基板上の各回路部品の配置位置を入力し、基板上の各回路部品の配置位置を記憶装置2の部品配置情報26として設定する(ステップS101)。
【0040】
また、操作者は、入力装置1の許容量取得部12を通じて、放射電磁雑音の許容量及び遅延時間の許容量を入力し、放射電磁雑音の許容量及び遅延時間の許容量を記憶装置2の許容量情報27として設定する(ステップS102)。
【0041】
データ処理演算装置3の演算部31は、部品配置情報26及びネット結線情報23に基づいて、基板上の仮想配線長を算出し、仮想配線長、基板情報21、回路部品情報22、入力信号特性情報24、及びEMI対策部品情報25に基づいて、配線上の信号波形を算出する(ステップS103)。
【0042】
更に、演算部31は、配線上の信号波形に基づいて、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間を算出する(ステップS104)。
【0043】
データ処理演算装置3の比較部32は、演算部31により求められた配線の放射電磁雑音量及び遅延時間が許容量情報27によって示される放射電磁雑音の許容量及び遅延時間の許容量を超えているか否かをそれぞれ判定する(ステップS105)。
【0044】
そして、比較部32は、演算部31により求められた配線の放射電磁雑音量及び遅延時間のいずれかが許容量を超えていれば(ステップS105で「No」)、この判定結果を表示装置4に表示する。操作者は、表示装置4に表示された判定結果を参照し、入力装置1を操作することにより、基板上の回路部品の移動、もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更を指示する(ステップS106)。
【0045】
例えば、入力装置1を操作することにより、基板上の任意の回路部品を選択して、この回路部品の移動先の配置位置を入力し、この回路部品の配置位置を変更する。これに応答して回路部品配置部11は、記憶装置2の部品配置情報26によって示される該回路部品の配置位置を書き換えて、部品配置情報26を更新する。
【0046】
あるいは、入力装置1を操作することにより、予め用意されている各EMI対策部品のいずれかを選択して、選択したEMI対策部品を挿入する配線箇所を指示したり、既に挿入されているEMI対策部品の削除や変更を指示したりする。これに応答してEMI対策部品変更部13は、記憶装置2のネット結線情報23によって示される配線の接続ピンを書き換えて、ネット結線情報23を更新する。このEMI対策部品の挿入、削除、又は変更に伴い、回路部品の配置位置をも変更するのであれば、入力装置1の操作により、この回路部品の移動先の配置位置を入力し、回路部品配置部11を通じて、部品配置情報26によって示される該回路部品の配置位置を書き換え、部品配置情報26を更新する。
【0047】
この後、ステップS103に戻る。これにより、更新された部品配置情報26もしくはネット結線情報23に基づいて、基板上の仮想配線長が再度算出されて更新され、この更新された仮想配線長と、基板情報21、回路部品情報22、入力信号特性情報24、及びEMI対策部品情報25に基づいて、配線上の信号波形が再度算出されて更新される(ステップS103)。更に、この更新された信号波形に基づいて、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間が再度算出されて更新される(ステップS104)。そして、この更新された放射電磁雑音量及び遅延時間が許容量を超えているか否かがそれぞれ判定され(ステップS105)、いずれかが許容量を超えていれば(ステップS105で「No」)、基板上の回路部品の移動、もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更が指示される(ステップS106)。
【0048】
以降同様に、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間が求められ、これらの放射電磁雑音量及び遅延時間が許容量を超えていれば、基板上の回路部品の移動、もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更が繰り返される。
【0049】
そして、基板上の回路部品の移動、もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更により、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間が許容量以下になると(ステップS105で「Yes」)、この処理が終了する。
【0050】
この様に本実施形態では、配線の放射電磁雑音及び遅延時間を算出し、放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を超えなくなるまで、回路部品の配置変更もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更を繰り返している。これにより、放射電磁雑音量及び遅延時間を共に低く抑えることができ、回路部品の配置や配線を効率的に設定することができる。
【0051】
図3は、本発明の回路部品配置設計支援装置の第2実施形態による処理過程を示すフローチャートである。尚、本実施形態の回路部品配置設計支援装置は、図1の装置と同様の構成であり、その処理過程が図1の装置とは異なる。
【0052】
次に、図3のフローチャートを参照しつつ、本実施形態の装置による処理過程を説明する。
【0053】
まず、操作者は、入力装置1の回路部品配置部11を通じて、基板上の各回路部品の配置位置を入力し、基板上の各回路部品の配置位置を部品配置情報26として設定する(ステップS111)。
【0054】
また、操作者は、入力装置1の許容量取得部12を通じて、放射電磁雑音の許容量及び遅延時間の許容量を入力し、放射電磁雑音の許容量及び遅延時間の許容量を許容量情報27として設定する(ステップS112)。
【0055】
演算部31は、部品配置情報26及びネット結線情報23に基づいて、基板上の仮想配線長を算出し、仮想配線長、基板情報21、回路部品情報22、入力信号特性情報24、及びEMI対策部品情報25に基づいて、配線上の信号波形を算出する(ステップS113)。
【0056】
更に、演算部31は、配線上の信号波形に基づいて、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間を算出する(ステップS114)。
【0057】
比較部32は、演算部31により求められた配線の放射電磁雑音量が許容量情報27によって示される放射電磁雑音の許容量を超えているか否かを判定する(ステップS115)。
【0058】
例えば、配線の放射電磁雑音量が許容量を超えていれば(ステップS115で「No」)、比較部32は、演算部31により求められた配線の遅延時間が許容量情報27によって示される遅延時間の許容量を超えているか否かを判定する(ステップS117)。そして、配線の遅延時間が許容量を超えていなければ(ステップS117で「Yes」)、ステップS119に移る。また、配線の遅延時間が許容量を超えていれば(ステップS117で「No」)、ステップS120に移る。
【0059】
また、配線の放射電磁雑音量が許容量を超えていなくても(ステップS115で「Yes」)、比較部32は、やはり演算部31により求められた配線の遅延時間が許容量情報27によって示される遅延時間の許容量を超えているか否かを判定する(ステップS116)。そして、配線の遅延時間が許容量を超えていれば(ステップS116で「No」)、比較部32は、EMI対策部品が既に挿入されているか否かを判定する(ステップS118)。そして、EMI対策部品が既に挿入されていれば(ステップS118で「Yes」)、ステップS119に移り、EMI対策部品が未だに挿入されていなければ(ステップS118で「No」)、ステップS120に移る。
【0060】
更に、配線の放射電磁雑音量が許容量を超えておらず(ステップS115で「Yes」)、配線の遅延時間が許容量を超えていなければ(ステップS116で「Yes」)、この処理が終了する。
【0061】
従って、配線の放射電磁雑音量が許容量を超え、配線の遅延時間が許容量を超えていない場合は(ステップS115で「No」、ステップS117で「Yes」)、ステップS119に移る。また、配線の放射電磁雑音量が許容量を超えずに、配線の遅延時間が許容量を超えており、EMI対策部品が既に挿入されている場合も(ステップS115で「Yes」、ステップS116で「No」、ステップS118で「Yes」)、ステップS119に移る。
【0062】
ステップS119において、比較部32は、EMI対策部品の挿入、削除、又は変更の指示を表示装置4に表示する。操作者は、表示装置4に表示された指示に従って、入力装置1を操作することにより、予め用意されている各EMI対策部品のいずれかを選択して、選択したEMI対策部品を挿入する配線箇所を指示したり、既に挿入されているEMI対策部品の削除や変更を指示したりする。これに応答してEMI対策部品変更部13は、記憶装置2のネット結線情報23によって示される配線の接続ピンを書き換えて、ネット結線情報23を更新する。このEMI対策部品の挿入、削除、又は変更に伴い、回路部品の配置位置を変更するのであれば、入力装置1の操作により、この回路部品の移動先の配置位置を入力し、回路部品配置部11を通じて、部品配置情報26によって示される該回路部品の配置位置を書き換え、部品配置情報26を更新する。
【0063】
一般に、EMI対策部品の挿入、削除、又は変更を行なう場合は、放射電磁雑音量と遅延時間がトレードオフの関係にあり、EMI対策部品の挿入により放射電磁雑音量が減少すると、遅延時間が長くなる。
【0064】
そこで、配線の放射電磁雑音量が許容量を超え、配線の遅延時間が許容量を超えていない場合は(ステップS115で「No」、ステップS117で「Yes」)、ステップS119に移り、配線の遅延時間が許容量を超えないであろうという見込みの上で、EMI対策部品の挿入又は変更を行ない、配線の放射電磁雑音量を抑えている。また、配線の放射電磁雑音量が許容量を超えずに、配線の遅延時間が許容量を超えており、EMI対策部品が既に挿入されている場合は(ステップS115で「Yes」、ステップS116で「No」、ステップS118で「Yes」)、ステップS119に移って、既に挿入されているEMI対策部品を削除又は変更し、配線の遅延時間を抑えている。
【0065】
一方、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を共に超えている場合は(各ステップS115,S117で「No」)、ステップS120に移る。また、配線の放射電磁雑音量が許容量を超えずに、配線の遅延時間が許容量を超えており、EMI対策部品が挿入されていない場合も(ステップS115で「Yes」、ステップS116で「No」、ステップS118で「No」)、ステップS120に移る。
【0066】
ステップS120において、比較部32は、回路部品の移動の指示を表示装置4に表示する。操作者は、表示装置4に表示された指示に従って、入力装置1を操作することにより、基板上の回路部品の移動を指示する。これに応答して回路部品配置部11は、記憶装置2の部品配置情報26によって示される該回路部品の配置位置を書き換えて、部品配置情報26を更新する。
【0067】
回路部品の配置変更を行なう場合は、遅延時間と放射電磁雑音量がトレードオフの関係になく、両方を共に減少させることが可能である。ただし、回路部品の配置変更は、回路全体に影響を及ぼし易くて、他の回路部品や配線の移動が必要になることが多く、手間がかかる。
【0068】
そこで、EMI対策部品の挿入、削除、又は変更を行なうことが適確ではないときにだけ、回路部品の配置変更を行なう。すなわち、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を共に超えている場合は(各ステップS115,S117で「No」)、ステップS120に移って、回路部品の配置変更を行ない、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間を共に抑えている。また、配線の放射電磁雑音量が許容量を超えずに、配線の遅延時間が許容量を超えており、EMI対策部品が挿入されていない場合は(ステップS115で「Yes」、ステップS116で「No」、ステップS118で「No」)、ステップS120に移って、回路部品の配置変更を行ない、配線の遅延時間を抑えている。
【0069】
次の表1に、各ステップS115〜S120による処理を整理して示す。この表1において、縦方向には、放射電磁雑音量が許容量を超えているか否かに応じた対策を表し、横方向には、遅延時間が許容量を超えているか否かに応じた対策を表している。「○」は許容量を超えていないことを表し、「×」は許容量を超えていることを表している。
【0070】
【表1】
こうして各ステップS119,S120のいずれかを行なった後で、ステップS113に戻る。これにより、更新された部品配置情報26もしくはネット結線情報23に基づいて、基板上の仮想配線長が再度算出されて更新され、この更新された仮想配線長と、基板情報21、回路部品情報22、入力信号特性情報24、及びEMI対策部品情報25に基づいて、配線上の信号波形が再度算出されて更新される(ステップS113)。更に、この更新された信号波形に基づいて、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間が再度算出されて更新される(ステップS114)。そして、この更新された放射電磁雑音量及び遅延時間が許容量を超えているか否かがそれぞれ判定され(各ステップS115,S116,S117)、EMI対策部品が挿入されているか否かが判定され(ステップS118)、これらの判定結果に応じて各ステップS119,S120のいずれかが繰り返される。
【0071】
そして、基板上の回路部品の移動、もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更により、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間が許容量以下になると(ステップS116で「Yes」)、この処理が終了する。
【0072】
この様に本実施形態では、放射電磁雑音量及び遅延時間が許容量を超えているか否かの判定結果、及びEMI対策部品が挿入されているか否かの判定結果に応じて、EMI対策部品の挿入、削除、又は変更と、回路部品の配置変更とを使い分けているので、より適確な対処を行なうことができ、回路部品の配置や配線をより効率的に設定することができる。
【0073】
尚、図2のフローチャートの処理及び図3のフローチャートの処理は、各配線別に行なわれる。従って、図2のステップS105や図3のステップS115における配線の放射電磁雑音量が許容量を超えているか否かの判定の後で、この判定結果を表示装置4に表示するだけではなく、放射電磁雑音量が許容量を超える配線の名称をネット結線情報23から検索して表示装置4に表示する。
【0074】
同様に、図2のステップS105や図3の各ステップS116,S117における配線の遅延時間が許容量を超えているか否かの判定の後で、この判定結果を表示装置4に表示するだけではなく、配線の遅延時間が許容量を超える配線の名称をネット結線情報23から検索して表示装置4に表示する。
【0075】
これにより、いずれの配線について、回路部品の移動、もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更をすべきかが分かる。
【0076】
また、放射電磁雑音量の周波数特性を演算部31で求めて、放射電磁雑音量の周波数特性を配線の名称と共に表示装置4に表示しても良い。これにより、この放射電磁雑音量を低減させるのに適確な周波数特性を有するEMI対策部品を速やかに選択することができる。
【0077】
あるいは、配線の名称と共に、遅延時間を表示装置4に表示しても良い。これにより、この遅延時間を短縮させるのに適確な対処方法を速やかに選択することができる。
【0078】
更に、配線の放射電磁雑音量と許容量の差分や、遅延時間と許容量の差分を表示装置4に表示しても良い。
【0079】
また、図2のステップS106や図3のステップS119におけるEMI対策部品の挿入、削除、又は変更に際し、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間をそれぞれの許容量以下に抑えることが可能なEMI対策部品の名称を表示装置4に表示しても構わない。このためには、演算部31は、EMI対策部品情報25によって示される各EMI対策部品の等価回路及び周波数特性等に基づいて、各EMI対策部品別に、EMI対策部品の挿入、削除、又は変更により決定される配線の放射電磁雑音量及び遅延時間を算出する。そして、比較部32は、各EMI対策部品別に、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を超えるか否かを判定し、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量以下となるEMI対策部品を選択して、このEMI対策部品の名称を表示装置4に表示させる。あるいは、配線の放射電磁雑音量のみが許容量以下となるEMI対策部品を選択して、このEMI対策部品の名称を表示装置4に表示させたり、配線の遅延時間のみが許容量以下となるEMI対策部品を選択して、このEMI対策部品の名称を表示装置4に表示させたりする。これにより、いずれのEMI対策部品の挿入、削除、又は変更を行なえば良いかが分かるので、回路部品の配置や配線を更に効率的に設定することができる。
【0080】
また、図2のステップS106や図3のステップS120における回路部品の移動に際し、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間をそれぞれの許容量以下に抑えることが可能な回路部品の配置領域を表示装置4に表示しても構わない。このためには、演算部31は、回路部品を配置することが可能な複数の配置領域を求め、各配置領域別に、回路部品の配置による配線の放射電磁雑音量及び遅延時間を算出する。そして、比較部32は、各配置領域別に、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を超えるか否かを判定し、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量以下となる配置領域、配線の放射電磁雑音量のみが許容量以下となる配置領域、及び配線の遅延時間のみが許容量以下となる配置領域を表示装置4に表示させる。例えば、図4に示す様に基板131上で、仮想配線133を通じて、各回路部品132,136を相互に接続した状態で、一方の回路部品132を移動させるならば、配線の放射電磁雑音量のみが許容量以下となる配置領域134、及び配線の遅延時間のみが許容量以下となる配置領域135を表示装置4に表示させる。これにより、回路部品をいずれの配置領域に移動させれば良いかが分かるので、回路部品の配置や配線を更に効率的に設定することができる。
【0081】
尚、本実施形態の回路部品配置設計支援装置は、回路部品配置設計装置(例えばフロアプランCADや基板レイアウトCAD)の一機能として、コンピュータプログラムにより実現させることができる。
【0082】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、配線の放射電磁雑音だけではなく、遅延時間をも算出しており、放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を超えなくなるまで、回路部品の配置変更もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更を繰り返している。これにより、放射電磁雑音量及び遅延時間を共に低く抑えることができ、回路部品の配置や配線を効率的に設定することができる。
【0083】
例えば、CAD上での回路部品の配置に際し、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間が所望の許容量を超えない様に、回路部品の配置を決定することができ、放射電磁雑音が少なく、誤動作が発生し難いプリント回路基板を設計製造することができる。また、放射電磁雑音量及び信号波形(遅延時間)の修整のための基板の再設計の回数を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の回路部品配置設計支援装置の第1実施形態を示すブロック図である。
【図2】図1の装置による処理過程を示すフローチャートである。
【図3】本発明の回路部品配置設計支援装置の第2実施形態による処理過程を示すフローチャートである。
【図4】図1の装置の表示装置に表示される回路部品の配置領域を例示する図である。
【符号の説明】
1 入力装置
2 記憶装置
3 データ処理演算装置
4 表示装置
11 回路部品配置部
12 許容量取得部
13 EMI対策部品変更部
21 基板情報
22 回路部品情報
23 ネット結線情報
24 入力信号特性情報
25 EMI対策部品情報
26 部品配置情報
27 許容量情報
31 演算部
32 比較部
Claims (7)
- 基板上の回路部品の配置位置を入力する第1ステップと、
配線の放射電磁雑音量の許容量及び遅延時間の許容量を入力する第2ステップと、
入力された回路部品の配置位置、及び予め設定された回路部品の結線情報に基づいて、配線の仮想配線長を取得する第3ステップと、
取得された仮想配線長、予め設定された回路部品情報、基板情報、及び入力信号特性に基づいて、配線上の信号波形を算出し、この信号波形に基づいて、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間を算出する第4ステップと、
算出された遅延時間もしくは放射電磁雑音量がそれぞれの許容量を超える場合は、回路部品の配置変更もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更を行なう第5ステップとを含み、
算出された放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を超えなくなるまで、第3乃至第5ステップを繰り返すことを特徴とする回路部品配置設計方法。 - EMI対策部品は、放射電磁雑音を低減させるために配線に挿入されるか、又は配線とアース間に挿入されることを特徴とする請求項1に記載の回路部品配置設計方法。
- 第5ステップにおいて、
算出された放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を共に超える場合は、回路部品の配置変更を行ない、
算出された放射電磁雑音量のみが許容量を超える場合は、EMI対策部品の挿入又は変更を行ない、
算出された遅延時間のみが許容量を超え、EMI対策部品が挿入されていない場合は、回路部品の配置変更を行ない、
算出された遅延時間のみが許容量を超え、EMI対策部品が既に挿入されている場合は、EMI対策部品の削除又は変更を行なうことを特徴とする請求項1に記載の回路部品配置設計方法。 - 基板上の回路部品の配置位置を入力する回路部品配置入力手段と、
配線の放射電磁雑音量の許容量及び遅延時間の許容量を入力する許容量入力手段と、
入力された回路部品の配置位置、及び予め設定された回路部品の結線情報に基づいて、配線の仮想配線長を算出する第1演算手段と、
算出された仮想配線長、予め設定された回路部品情報、基板情報、及び入力信号特性に基づいて、配線上の信号波形を算出し、この信号波形に基づいて、配線の放射電磁雑音量及び遅延時間を算出する第2演算手段と、
算出された遅延時間もしくは放射電磁雑音量がそれぞれの許容量を超えるか否かを判定する判定手段と、
この判定結果を表示する表示手段と、
回路部品の配置変更もしくはEMI対策部品の挿入、削除、又は変更を行なう変更手段と
を備えることを特徴とする回路部品配置設計支援装置。 - 放射電磁雑音量が許容量を超えたと判定されたときに、該放射電磁雑音量及び許容量を超えた放射電磁雑音の周波数帯域を表示手段に表示させ、遅延時間が許容量を超えたときに、該遅延時間を表示手段に表示させることを特徴とする請求項4に記載の回路部品配置設計支援装置。
- 複数のEMI対策部品情報を記憶する記憶手段を備え、
遅延時間もしくは放射電磁雑音量がそれぞれの許容量を超えると判定されたときに、記憶手段内の各EMI対策部品情報を用いた変更手段による処理と、この処理に引き続く第1演算手段、第2演算手段、及び判定手段による処理とを繰り返し、これにより遅延時間もしくは放射電磁雑音量がそれぞれの許容量を超えることがないEMI対策部品を選択することを特徴とする請求項4に記載の回路部品配置設計支援装置。 - 回路部品の配置変更に際し、遅延時間が許容量を超えない該回路部品の配置領域と、放射電磁雑音量が許容量を超えない該回路部品の配置領域と、放射電磁雑音量及び遅延時間がそれぞれの許容量を共に超えない該回路部品の配置領域とを求め、これらの配置領域を表示手段に表示させることを特徴とする請求項4に記載の回路部品配置設計支援装置。
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JP2003046041A JP2004258756A (ja) | 2003-02-24 | 2003-02-24 | 回路部品配置設計方法、及び回路部品配置設計支援装置 |
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JP2003046041A JP2004258756A (ja) | 2003-02-24 | 2003-02-24 | 回路部品配置設計方法、及び回路部品配置設計支援装置 |
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JP2003046041A Pending JP2004258756A (ja) | 2003-02-24 | 2003-02-24 | 回路部品配置設計方法、及び回路部品配置設計支援装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7412683B2 (en) | 2004-02-05 | 2008-08-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Printed wiring board design method, program therefor, recording medium storing the program recorded therein, printed wiring board design device using them and CAD system |
KR100941575B1 (ko) | 2007-01-16 | 2010-02-10 | 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 | 도형 데이터의 검증 장치 및 방법 |
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2003
- 2003-02-24 JP JP2003046041A patent/JP2004258756A/ja active Pending
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