JP2004336015A - 配線方法、およびｃａｄ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＣＡＤの負担を軽減するとともに、その負担の軽減されたＣＡＤツールを用いてデータ上でシールド配線を簡単に行なえる配線方法を提供する。
【解決手段】既存の電源またはグラウンドメッシュ２１ａ／２１ｂが形成されていることを利用し、これらをシールド線としてクロストークが発生しそうな所定の信号線１２にシールド配線を行う。いままでのＣＡＤツールにあるグリッド定義に関するプログラムを若干変更してグリッド１１１ｂを電源またはグラウンドメッシュ２１ａ／２１ｂの間に配置し、所定の信号線１２のシールド配線を行った後、所定の信号線を除く信号の配線を配線領域、配線層を問わずに行なう。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＣＡＤツールを用いたレイアウトの配線方法およびそのＣＡＤ装置（ＣＡＤツール）に関する。

ＬＳＩなどの集積回路を製造するときには、ＣＡＤツールを使いワークステーション（以下ＷＳという）上でレイアウト設計が行なわれる。このＣＡＤツールは与えられた回路情報を基に配置配線を行なってレイアウトするだけでなく製造プロセスに準じた様々な検証を行なう。設計が完了したレイアウトデータをもとにレチクル作製が行なわれる。製造プロセスはそれを使って半導体チップを製造する。

ここで、ＣＡＤツールを用いて回路間等の配線を行なう場合、自動的に配線されるため、必ずしも設計者の意図するように回路間を最短距離で配線されるとは限らない。例えば、図８に示すように配線Ａはマクロの上側を迂回してＩ／Ｏに接続されるため、マクロの下側を迂回する配線と比べ長くなってしまって配線容量が増えてしまう。

すなわち、人手により意図的に配線される訳ではないので、マクロを迂回して配線されることにより、予測したよりも長い配線となり、その分見積をオーバーした信号遅延を生ずる場合がある。また、これとは逆に遅延調整のため所定の配線を長距離にわたって配線することは不可能である。

さらに、近年の製造プロセスの著しい進歩により半導体チップ上の集積度が増大し単位面積内の半導体素子の密度が上がり、従来に比べ配線間隔が狭くなってきている。また回路規模の増大に伴い各半導体素子を結ぶ配線の長さ本数ともに増大している。このように配線間隔が狭くなり、隣接配線が長い距離を並走することが多くなったために配線相互のクロストークノイズ問題が顕著になっている。

このようなクロストークノイズの発生を制御するため、ＣＡＤツールの中には、配線間隔を２倍にしたり、デザインルールに基づいてシールドを自動追加したりすることを行なえるものもある（特許文献１参照）。

しかし、この特許文献１のＣＡＤツールでは、シールドの必要性を解析するための解析用プログラムや最小コストの探索を行なって自動的にシールドを施すための探索用プログラムが必要になる。また、その解析用プログラムや探索用プログラムに所定の情報を与えるためのデータベースが必要になるため、ＣＡＤツール内のＣＰＵの負荷が重くなり、ＣＡＤツール自体の負担が大きくなってしまう。

またＣＡＤツールの中には、クロストークが発生しそうな２本の伝送線（並走線）をオペレータの操作により除去することができるものもある。しかし、並走線の除去を行った後、新たに配線を行なわなければならず、オペレータの作業が煩雑になるという問題もある。またリピータなどを挿入して波形を整形することによりクロストークを防止することができるＣＡＤツールもあるが、リピータ分、部品が増え、半導体チップが大型化してしまう問題がある。
特開平２０００−２５９６９５号公報

本発明の目的は、上記問題に鑑みて、ＣＡＤツールを用いて信号線の配線を行なう場合、所定の信号線については設計者の意図する経路で配線を可能とする配線方法を提供するものである。

さらに、本発明の目的は、ＣＡＤツールの負担を軽減するとともに、その負担の軽減されたＣＡＤツールを用いてシールド配線を簡単に行なえる配線方法を提供するものである。

上記目的を達成するために、本発明は、ＣＡＤツールを用いた配線方法において、配線グリッドの定義を複数回に分けて行い、所定の信号線を最初に定義したグリッドを通るように配線し、この所定の信号線を除く他の信号線を次に定義したグリッドを通るように配線する配線方法を提供する。

上記配線方法によれば、所定の信号線については、最初のグリッド定義により設計者の意図する経路を配線し、それ以外の信号線については次回以降のグリッド定義により自動的に配線することにより、所定の信号線の最短距離での配線、さらには信号遅延調整が可能となる。

また、上記目的を達成するために、本発明は、ＣＡＤツールを用いた配線方法において、間に配線が１本通る間隔を空けた電源線またはグラウンド線をレイアウト上にメッシュ状に配線し、
所定の信号線について電源線またはグラウンド線の間を通るように配線し、
前記所定の信号線を除く他の信号線を、電源線またはグラウンド線の間および該間以外の配線領域を問わずに配線することを特徴とする。

上記本発明の配線方法によれば、新たにシールドネットを設けることなどをせずに、既存の電源線およびグラウンド線をシールド線として所定の信号線に作用させ、クロストーク対策用のシールド効果を得ることができる。このようにするとデータベースなどを新たに設ける必要もなく、ＣＡＤツールの負担を軽減することができ、かつ簡単にシールド配線を行なえる。またその所定の信号線を除く他の信号配線においては、いままでどおり、電源線またはグラウンド線の間、その間以外の配線領域を問わず配線を行なえるので、配線効率の良い配線を行なえる。

以上、説明したように、本発明の配線方法によれば、ＣＡＤの負担を軽減するとともに、その負担の軽減されたＣＡＤツールを用いてシールド配線を簡単に行なえる配線方法を提供することができる。

先ず、本発明の実施に用いられるＣＡＤツールについて簡単に説明する。

図１は本実施形態の配線方法を説明する図である。図１にはＣＡＤツールがインストールされたＷＳ１０が示されている。

このＣＡＤツールを用いて配置や配線のレイアウトが行なわれる。レイアウト設計を行なうときには、配線を行なう上での最小単位であるグリッドが定義される。レイアウトは表示装置１１の表示画面１１ａに表示することができ、便宜的にグリッド１１１ａを表示することもできる。

図２はチップレイアウト２０を示す図である。

レイアウトの周縁には外部と信号のやり取りを行うための入出力、電源またはグラウンドの供給（ＩＯ）部２１がある。チップ内部には半導体素子を置くための配置領域（コア部）２２がある。

以下、本発明の実施形態である配線方法を説明する。図３および図４は本実施形態の配線方法を説明する図である。

まず、チップ内部にマクロＸ、マクロＹが配置された状態で、このチップの一部において、グリッド定義を行なう。このグリッド定義に従って、所定の配線Ａ（例えば、最短距離で配線したい信号線や意図的に遅延させたい信号線）を行なう（図３）。次に、チップ全体についてグリッド定義を行ない、上述した所定の配線以外の配線Ｂ、Ｃをこのグリッドに従い自動配線する（図４）。このようにすることにより、所定の信号線については回路間の信号線の距離を設計者の意図するとおりに配線することが可能となり、信号遅延の調整が可能となる。

次に、本発明の別の実施形態である配線方法について説明する。

再び、図２にもどりチップレイアウト２０の説明を続ける。

図２に示すように電源またはグラウンド線メッシュ２１ａ／２１ｂは配置領域全体を被い、一番外側にある電源リングまたはグラウンドリング２１ｃに接続されるように構成されている。

さらに電源リングまたはグラウンドリング２１ｃはＩＯ部２１と接続されチップ外部からの電源の供給をコア部２２の各半導体素子にあまねく行なう。ＣＡＤツールによる配線はＩＯ部２１より内側で行なわれ、そのほぼ全域に電源またはグラウンドメッシュ２１ａ／２１ｂが配線されているのでほぼ配線ルートの制限無く所定の配線に対してシールドを行なうことができる。

ここで、ＣＡＤツールを用いてどのようにシールド配線が行われるかを、図５、６を参照して説明する。

ここでは電源またはグラウンドメッシュ２１ａ／２１ｂが配線領域にくまなく多層に配線されていることを利用して、電源またはグラウンドメッシュ２１ａ／２１ｂのいずれかの箇所を使用してシールド配線が行なわれる。

図５は、所定の信号線がシールド配線される前のグリッド定義と電源またはグランウンドメッシュ２１ａ／２１ｂの状態を示す図である。

図５には半導体チップ２０上の電源またはグラウンドメッシュ２１ａ／２１ｂ内にグリッドが配置されるようにグリッド定義が行なわれて、グリッド１１１ｂが電源またはグラウンドメッシュ２１ａ／２１ｂの間を通った状態が示されている。

図５に示すグリッド１１１ｂとそのグリッド１１１ｂの両脇に配置される電源線２１ａあるいはグラウンド線２１ｂは同層にあり、ここでは縦方向のグリッドが上層側にある電源線２１ａあるいはグラウンド線２１ｂの間を通り、横方向のグリッド１１１ｂが下層側にある電源線２１ａあるいはグラウンド線２１ｂの間を通っている。

この状態で所定の信号線の配線が自動的に行なわれる。

図６はその所定の信号線１２の配線が行われた後の表示画面１１ａの拡大図である。

図６に示すように、所定の信号線１２の配線が行われるときには、最初のグリッド定義に従って、点Ａで配線方向が変わると配線層も変更される。図６では縦方向に配線される所定の信号線１２が縦方向の電源線２１ａあるいはグラウンド線２１ｂによりシールドされ、横方向に配線される所定の信号線１２が横方向の電源線２１ａあるいはグラウンド線２１ｂによりシールドされている。この所定の信号線１２の縦方向と横方向とが交差する点Ａはビアホールになっており、このビアホールにより縦横の信号線が接続されて所定の信号線１２がいずれかの層の電源線２１ａあるいはグラウンド線２１ｂにより各シールド配線される。

このようにすると所定の信号線１２が多層配線され、同じく多層からなる電源線２１ａあるいはグラウンド線２１ｂのうち、同層となる電源線あるいはグラウンド線によって所定の信号線がシールド配線される。このようにしてシールド配線されたら次に所定の信号線１２を除く他の信号線１３の配線を行なうため、次のグリッド定義、すなわちグリッド定義の追加が行なわれる。

図７は再びグリッド定義された後の表示画面を示す図である。

図７には、２回目のグリッド定義が行なわれ、最小単位であるグリッド１１１ｃを表示装置の表示画面に表示させた状態が示されている。ここでグリッド１１１ｃに従って自動配線が行われ、今までどおり配線効率の高い配線が行なわれる。

つまり、クロストーク対策の必要な所定の信号線１２を自動的に配線した後、そのクロストーク対策の必要な所定の信号線１２を除く他の信号線１３を、電源線２１ａまたはグラウンド線２１ｂの間およびその間以外の配線領域、配線層を問わず配線し、全領域内の配線が行われる。図５には、縦方向の配線においては上層側が配線層になり、横方向の配線においては下層側が配線層になった状態が示されている。

このように所定の信号１２を除く他の信号線１３を配線するときには、シールド配線を行なうときのようなグリッド定義による配線経路の制約は関係なくなり、配線の自由度が高められる。

以上説明したように、既存の電源またはグラウンドメッシュ２１ａ／２１ｂを利用してシールド配線を行なうことができるので、特に従来技術のように解析プログラム等に所定の情報を与えるためのデータベースを用意する必要もなくなり、ＣＡＤツールへの負担が軽減される。またグリッド定義という簡単な操作を行なうだけでシールド配線を行なえる。

本実施形態に用いるＣＡＤツールを示す図である。 半導体チップ上の電源またはグラウンドのメッシュパターンを示す図である。 所定の信号線を配線する方法を示す図である。 所定の信号線以外の残りの信号線を配線する方法を示す図である。 シールド配線を行う箇所を示す図である。 シールド配線が行われた後の配線状態を示す図である。 所定の信号線がシールドされた後、他の信号線の配線が行なわれたときの配線状態を示す図である。 従来の配線方法を示す図である。

符号の説明

１０ データ処理装置（ＷＳ）
１１ 表示装置
１１１ａ グリッド
１１１ｂ グリッド
１１１ｃ グリッド（最小単位）
１２ 所定の信号線
１３ 所定の信号線を除く他の信号線
２０ 半導体チップ
２１ 入出力部（ＩＯ部）
２１ａ 電源線
２１ｂ グラウンド線
２１ｃ 電源リングまたはグラウンドリング
２２ コア部

Claims (4)

1. ＣＡＤツールを用いた配線方法において、
   配線グリッド定義を複数回に分けて行い、
   所定の信号線を最初に定義したグリッドに従って配線し、
   前記所定の信号線を除く他の信号線を次に定義したグリッドに従って配線することを特徴とする配線方法。
2. 間に配線が１本通る間隔を空けた電源線またはグラウンド線をレイアウト上にメッシュ状に配線し、
   前記所定の信号線について電源線またはグラウンド線の間を通るように配線し、
   前記所定の信号線を除く他の信号線を、電源線またはグラウンド線の間および該間以外の配線領域を問わずに配線する請求項１記載の配線方法。
3. ＣＡＤツールを用いた配線方法において、
   間に配線が１本通る間隔を空けた電源線またはグラウンド線をレイアウト上にメッシュ状に配線し、
   所定の信号線について電源線またはグラウンド線の間を通るように配線し、
   前記所定の信号線を除く他の信号線を、電源線またはグラウンド線の間および該間以外の配線領域を問わずに配線することを特徴とする配線方法。
4. 請求項１〜３記載のＣＡＤツールを用いてレイアウトを行うＣＡＤ装置。

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