JP2008257377A - Design method for semiconductor integrated circuit - Google Patents

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Seijiro Kojima
清次郎 小島
Masaomi Toyama
正臣 外山
Emi Hayashi
恵美 林
Noriko Shinomiya
典子 四宮
Hiroyuki Konishi
博之 小西
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the following problem of a conventional design flow: it takes a lot of design man-hours because performing layout correction by manual labor or automation technique, newly executing EM verification from LPE (Layout Parasitic Extraction), and continuing it until an EM error vanishes when EM standardized value violation occurs by performing the LPE after a layout design and executing the EM verification to a net list after the LPE. <P>SOLUTION: A wiring macrocell library E1 comprising a wiring macrocell group holding a plurality of related wiring information parameters is used for a circuit design and the layout design. A circuit design process S10 has processing for inserting a wiring macrocell (a circuit symbol) into a target net. A layout design process S30 has processing for selecting the wiring macrocell (a layout pattern) of the target net with a circuit simulation result E5 of the target net obtained by a circuit simulation process S20 and design restriction E3 such as a design condition for considering the electromigration (EM) as input. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は半導体集積回路の設計方法にかかわり、特にはエレクトロマイグレーションに起因する故障を抑制するためのレイアウト設計の技術に関する。   The present invention relates to a method for designing a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a layout design technique for suppressing a failure caused by electromigration.

半導体プロセスの微細化に伴い、電流密度の増加、配線断面積の減少等によりエレクトロマイグレーション(EM)と呼ばれる金属配線の断線を引き起こす可能性が増加している。従来の設計フローでは、図31に示すように、レイアウト設計後、レイアウトデータの寄生素子抽出(LPE)を行い、LPE後のネットリストに対しEM検証を実施し、各配線、ビアを通る電流量を測定し、プロセスルールごとに決まっている配線、ビアに関するEM規格値に違反しているかどうかを判定する。EM規格値違反が発生した場合、手作業または自動化手法によるレイアウト修正が行われ、再度LPEからEM検証を実施し、EMエラーが無くなるまで続ける。EMエラーが発生した場合の修正方法として、特許文献1では、レイアウト設計後の検証でEMエラーを起こしている箇所で、EMエラーを回避するように配線の分岐数を増加する。また特許文献2では、配線の各分岐点での電流量を計算し、EMエラーを起こしている配線データに対して配線幅を増加する。
特開平11−97541号公報(第4−5頁、第1−3図) 特開2002−217296号公報(第3−7頁、第1−3図)
With the miniaturization of semiconductor processes, the possibility of causing disconnection of metal wiring called electromigration (EM) is increasing due to an increase in current density and a decrease in wiring cross-sectional area. In the conventional design flow, as shown in FIG. 31, parasitic element extraction (LPE) of layout data is performed after layout design, EM verification is performed on the net list after LPE, and the amount of current passing through each wiring and via Is measured, and it is determined whether or not the EM standard value regarding the wiring and via determined for each process rule is violated. When an EM standard value violation occurs, layout correction is performed manually or by an automated method, and EM verification is performed again from the LPE until the EM error is eliminated. As a correction method when an EM error occurs, Patent Document 1 increases the number of wiring branches so as to avoid the EM error at a location where the EM error has occurred in the verification after layout design. In Patent Document 2, the amount of current at each branch point of the wiring is calculated, and the wiring width is increased with respect to the wiring data causing the EM error.
JP-A-11-97541 (page 4-5, Fig. 1-3) JP 2002-217296 A (page 3-7, Fig. 1-3)

アナログコアやメモリコアなどのカスタムコアのレイアウト設計では、回路の動作特性や面積を考慮したデバイスの配置や配線設計を行う必要があり、主に人手による設計が行われている。回路設計者から必要な情報がレイアウト設計者に渡されるが、通常は、回路図と信号配線にノイズ等が載らないように配線間隔等が一部の信号線に対して指示されるだけである。このため、エレクトロマイグレーション(EM)を考慮したレイアウト設計を行うことは基本的に難しく、エラーを生じやすい。EMエラーを検出するために、レイアウト設計後に寄生素子抽出、EM検証を実行する。この場合、寄生素子抽出、EM検証にかかる工数は、素子数の増大に伴い増加している。EMに違反する配線やビアの修正を行う場合は、上記の制約を考えながら修正する必要があり、周囲のレイアウト形状の修正も必要な場合は、修正工数が増加する。   In the layout design of a custom core such as an analog core or a memory core, it is necessary to perform device layout and wiring design in consideration of circuit operation characteristics and area, and the design is mainly performed manually. Necessary information is passed from the circuit designer to the layout designer, but usually only the wiring interval etc. is instructed to some signal lines so that noise etc. does not appear on the circuit diagram and signal wiring. . For this reason, it is basically difficult to design a layout in consideration of electromigration (EM), and errors are likely to occur. In order to detect an EM error, parasitic element extraction and EM verification are performed after layout design. In this case, the man-hours required for parasitic element extraction and EM verification increase as the number of elements increases. When correcting wirings and vias that violate EM, it is necessary to make corrections while considering the above-mentioned restrictions, and when the surrounding layout shape needs to be corrected, the number of correction steps increases.

本発明は、このような事情に鑑みて創作したものであり、人手によるレイアウト設計を行う場合においても、設計工数の増大が回避でき、効率が良くて信頼性の高い半導体集積回路の設計方法を提供することを目的としている。   The present invention has been created in view of such circumstances, and it is possible to avoid an increase in design man-hours when performing a layout design manually, and to provide an efficient and highly reliable method for designing a semiconductor integrated circuit. It is intended to provide.

本発明による半導体集積回路の設計方法は、
回路図作成ステップ、および回路設計用とレイアウト設計用とで関連する複数の配線情報パラメータを保持した配線マクロセル群を有する配線マクロセルライブラリより回路設計における対象ネットに配線マクロセルを挿入する配線マクロセル挿入ステップから構成される回路設計工程と、
前記回路設計工程によって得られるネットリストを用いて回路シミュレーションを行う回路シミュレーション工程と、
前記ネットリストと、前記回路シミュレーション工程によって得られる対象ネットの回路シミュレーション結果と、半導体集積回路上で起こり得る物理現象を考慮するための設計制約と、あらかじめ規定されているプロセス情報とを用いて半導体集積回路を構成する回路ブロックを配置する配置ステップ、前記配線マクロセルライブラリと前記回路シミュレーション結果と前記設計制約を入力としてレイアウト設計における対象ネットの配線マクロセルを選択する配線マクロセル選択ステップ、および半導体集積回路を構成する回路ブロックを配線する配線ステップから構成されるレイアウト設計工程とを含むものである。
A method for designing a semiconductor integrated circuit according to the present invention includes:
From the wiring macrocell insertion step of inserting a wiring macrocell into a target net in circuit design from a wiring macrocell library having a wiring macrocell group holding a plurality of wiring information parameters related to circuit design and layout design. A circuit design process comprising:
A circuit simulation step of performing a circuit simulation using a netlist obtained by the circuit design step;
Semiconductor using the netlist, circuit simulation results of the target net obtained by the circuit simulation process, design constraints for taking into account physical phenomena that may occur on the semiconductor integrated circuit, and pre-defined process information An arrangement step for arranging circuit blocks constituting an integrated circuit, a wiring macrocell selection step for selecting a wiring macrocell of a target net in a layout design by using the wiring macrocell library, the circuit simulation result, and the design constraint as inputs; and a semiconductor integrated circuit, And a layout design process including wiring steps for wiring the circuit blocks to be configured.

この半導体集積回路の設計方法によれば、回路設計用とレイアウト設計用とで互いに関連する複数の配線情報パラメータを保持した配線マクロセルを用いることによって、例えばレイアウト設計後でないと分からなかった配線パターンに寄生する配線抵抗や配線容量などについて、回路設計段階であらかじめ予想または所望する値として配線マクロセルのパラメータに設定すれば、そのパラメータに連動した配線レイアウトパターンを生成することが可能となる。よって、回路設計において設定した対象ネットの配線マクロセルのパラメータと回路シミュレーション結果から、タイミングや配線・ビアのEMや電源電圧降下などの各種設計制約を考慮した配線レイアウトパターンを生成することが可能となるため、レイアウト設計後の各種設計制約検証においてもエラーの発生しにくいレイアウトを作成することが可能となる。   According to this semiconductor integrated circuit design method, by using a wiring macrocell that holds a plurality of wiring information parameters related to each other for circuit design and layout design, for example, a wiring pattern that can only be known after layout design is obtained. If parasitic wiring resistance, wiring capacitance, and the like are set in advance in the circuit design stage as expected or desired values as parameters of the wiring macrocell, a wiring layout pattern linked to the parameters can be generated. Therefore, it is possible to generate a wiring layout pattern that takes into account various design constraints such as timing, wiring / via EM, and power supply voltage drop, from the parameters of the wiring macrocell of the target net set in circuit design and circuit simulation results. Therefore, it is possible to create a layout that is less likely to cause errors in various design constraint verifications after layout design.

上記の半導体集積回路の設計方法において、前記回路シミュレーション結果が対象ネットの電流情報を含み、前記プロセス情報が配線・ビアのエレクトロマイグレーション(EM)に関する許容電流情報となるEM規格値を含んでおり、前記配置ステップ、前記配線マクロセルライブラリと前記電流情報と前記EM規格値を入力としてレイアウト設計における対象ネットの配線マクロセルを選択する配線マクロセル選択ステップ、および前記配線ステップを有しているという態様がある。   In the semiconductor integrated circuit design method, the circuit simulation result includes current information of a target net, and the process information includes an EM standard value that is allowable current information related to wiring / via electromigration (EM), There is a mode in which the arrangement step includes a wiring macrocell selection step of selecting a wiring macrocell of a target net in a layout design by using the wiring macrocell library, the current information, and the EM standard value as input, and the wiring step.

このように構成すれば、回路設計において設定した対象ネットの配線マクロセルのパラメータと回路シミュレーション結果から得られる電流情報から、EM規格値を満足するように考慮した配線レイアウトパターンを生成することが可能となるため、レイアウト設計後のEM検証においてもEMエラーが発生しにくいレイアウトを作成することが可能となる。   With this configuration, it is possible to generate a wiring layout pattern considering the EM standard value from the current net information obtained from the wiring macrocell parameter of the target net set in the circuit design and the circuit simulation result. Therefore, it is possible to create a layout in which EM errors are unlikely to occur even in EM verification after layout design.

また上記の半導体集積回路の設計方法において、前記配置ステップで配置した回路ブロックの接続端子距離情報を配置制約とし、前記配置制約を満たしつつエレクトロマイグレーション(EM)を考慮した配線情報を得るという態様がある。   In the above-described semiconductor integrated circuit design method, the connection terminal distance information of the circuit block arranged in the arrangement step is used as an arrangement constraint, and wiring information considering electromigration (EM) is obtained while satisfying the arrangement restriction. is there.

このように構成すれば、配置制約を満たした上でのEM考慮の配線情報として成立するかどうかを判断し、成立しない場合は配線情報を適時変更することが可能となるため、配置制約をできるだけ満たしつつ、レイアウト設計後のEM検証においてもEMエラーが発生しにくいレイアウトを作成することが可能となる。   With this configuration, it is determined whether the EM-considered wiring information is satisfied when the placement constraint is satisfied. If not, the wiring information can be changed in a timely manner. It is possible to create a layout that is less likely to generate an EM error in EM verification after layout design while satisfying the requirements.

また上記の半導体集積回路の設計方法において、前記配線マクロセルライブラリは、配線情報パラメータとして配線層、配線長、配線幅、配線間隔、ビア数、配線寄生抵抗、配線寄生容量、許容電流値、電流情報、接続情報、配線レイアウト形状のいずれか、またはそれらの組み合わせで構成される1以上の配線マクロセルを有しているという態様がある。   In the above-described semiconductor integrated circuit design method, the wiring macrocell library includes wiring layer, wiring length, wiring width, wiring interval, number of vias, wiring parasitic resistance, wiring parasitic capacitance, allowable current value, current information as wiring information parameters. There is an aspect in which one or more wiring macrocells configured by any one of the connection information, the wiring layout shape, or a combination thereof are included.

このように構成すれば、各種パラメータに従って配線レイアウト形状を制御することが可能となるため、設計制約に応じたパラメータを持たせることにより、その制約を満たした配線レイアウト形状を生成することが可能となる。   With this configuration, it is possible to control the wiring layout shape according to various parameters, so by providing parameters according to design constraints, it is possible to generate a wiring layout shape that satisfies the constraints. Become.

また上記の半導体集積回路の設計方法において、前記配線マクロセルライブラリは、配線長を所定の単位(ユニット)長さで固定し、配線幅は最小配線幅以上で複数の異なる固定幅または任意幅のいずれかで設定し、かつ単一配線層を用いた直線形、配線の折れ曲がり部分のL字形、配線の分岐部分のT字形、十字形のいずれか1以上の配線マクロセルを有しているという態様がある(*1)。   In the above-described semiconductor integrated circuit design method, the wiring macrocell library fixes a wiring length in a predetermined unit (unit) length, and the wiring width is equal to or larger than a minimum wiring width and can be any of a plurality of different fixed widths or arbitrary widths. And having a wiring macrocell having one or more of a linear shape using a single wiring layer, an L shape of a bent portion of a wiring, a T shape of a branch portion of a wiring, or a cross shape. Yes (* 1).

このように構成すれば、直線形、L字形、T字形、十字形を組み合わせて接続することにより、単一配線層からなる様々な配線レイアウトパターンを形成することが可能となる。さらには、配線マクロセルの配線長を単位長さ(ユニット)で固定しているため、その1ユニットが配線グリッドとなり、規格化された配線レイアウトパターンを形成することが可能となる。   With this configuration, it is possible to form various wiring layout patterns composed of a single wiring layer by connecting a combination of a linear shape, an L shape, a T shape, and a cross shape. Furthermore, since the wiring length of the wiring macrocell is fixed in unit length (unit), one unit becomes a wiring grid, and a standardized wiring layout pattern can be formed.

また上記の半導体集積回路の設計方法において、前記配線マクロセルライブラリは、配線長を所定の単位(ユニット)長さで固定し、配線幅は最小配線幅以上で複数の異なる固定幅または任意幅のいずれかで設定し、かつ複数配線層およびそれらを接続する1以上のビアを用いた直線形、配線の折れ曲がり部分のL字形、配線の分岐部分のT字形、十字形のいずれか1以上の配線マクロセルを有しているという態様がある(*2)。   In the above-described semiconductor integrated circuit design method, the wiring macrocell library fixes a wiring length in a predetermined unit (unit) length, and the wiring width is equal to or larger than a minimum wiring width and can be any of a plurality of different fixed widths or arbitrary widths. One or more wiring macrocells of any of a straight line shape using a plurality of wiring layers and one or more vias connecting them, an L shape of a wiring bent portion, a T shape of a wiring branching portion, or a cross shape (* 2).

このように構成すれば、前述した単一配線層からなる様々な配線レイアウトパターンを形成することが可能となることに加えて、さらに本発明における配線マクロセルを組み合わせて接続することにより、別の配線層への乗り換えが可能となることから、複数配線層からなる様々な配線レイアウトパターンを形成することが可能となり、自由度が増す。さらには、配線マクロセルの配線長を単位長さ(ユニット)で固定しているため、その1ユニットが配線グリッドとなり、規格化された配線レイアウトパターンを形成することが可能となる。   If constituted in this way, in addition to being able to form various wiring layout patterns consisting of the above-mentioned single wiring layer, another wiring can be obtained by connecting the wiring macrocells in the present invention in combination. Since switching to a layer is possible, various wiring layout patterns composed of a plurality of wiring layers can be formed, and the degree of freedom is increased. Furthermore, since the wiring length of the wiring macrocell is fixed in unit length (unit), one unit becomes a wiring grid, and a standardized wiring layout pattern can be formed.

また上記の半導体集積回路の設計方法において、前記配線マクロセルライブラリは、配線長を所定の単位(ユニット)長さで固定し、配線幅は最小配線幅以上で複数の異なる固定幅または任意幅のいずれかで設定し、さらに配線間隔は最小配線間隔以上で複数の異なる固定間隔または任意間隔のいずれかで設定し、かつ複数の単一配線層を平行に配置し同一配線層で接続する、または複数配線層およびそれらを接続する1以上のビアを用いて接続した直線形、配線の折れ曲がり部分のL字形、配線の分岐部分のT字形、十字形のいずれか1以上の配線マクロセルを有しているという態様がある(*3)。   In the above-described semiconductor integrated circuit design method, the wiring macrocell library fixes a wiring length in a predetermined unit (unit) length, and the wiring width is equal to or larger than a minimum wiring width and can be any of a plurality of different fixed widths or arbitrary widths. In addition, the wiring interval is set to one of a plurality of different fixed intervals or arbitrary intervals that are greater than or equal to the minimum wiring interval, and a plurality of single wiring layers are arranged in parallel and connected by the same wiring layer, or a plurality It has one or more wiring macrocells of any one of a wiring layer and a straight line connected by using one or more vias connecting them, an L shape of a bent part of a wiring, a T shape of a branching part of a wiring, or a cross. (* 3).

このように構成すれば、前述した複数配線層からなる様々な配線レイアウトパターンを形成することが可能となることに加えて、さらに本発明における配線マクロセルを組み合わせて接続することにより、1本の単一配線層の配線を複数本に分割させることが可能となることから、単一配線層および複数配線層の複数分割配線からなる様々な配線レイアウトパターンを形成することが可能となり、さらに自由度が増すとともに単一配線層において幅広配線(最大配線幅)規定が設けられたプロセスに対しても容易に対応が可能となる。さらには、配線マクロセルの配線長を単位長さ(ユニット)で固定しているため、その1ユニットが配線グリッドとなり、規格化された配線レイアウトパターンを形成することが可能となる。   With this configuration, it is possible to form various wiring layout patterns composed of a plurality of wiring layers as described above, and furthermore, by connecting the wiring macrocells according to the present invention in combination, one single unit can be formed. Since it is possible to divide the wiring of one wiring layer into a plurality of lines, it becomes possible to form various wiring layout patterns consisting of a single wiring layer and a plurality of divided wirings of a plurality of wiring layers, and further flexibility In addition, it is possible to easily cope with a process in which a wide wiring (maximum wiring width) regulation is provided in a single wiring layer. Furthermore, since the wiring length of the wiring macrocell is fixed in unit length (unit), one unit becomes a wiring grid, and a standardized wiring layout pattern can be formed.

前記配線マクロセルライブラリは、上記の(*1)と(*2)と(*3)の少なくともいずれか2つの組み合わせで構成される配線マクロセルを有しているという態様がある。   The wiring macrocell library has a mode in which the wiring macrocell library includes a wiring macrocell configured by combining at least any one of the above (* 1), (* 2), and (* 3).

このように構成すれば、単一配線層のメッシュ配線レイアウトパターンや複数ユニット長となる直線配線レイアウトパターン、複数配線層を並走させて複数ユニット長となる直線配線レイアウトパターンなどそのものを1つの配線マクロセルとして扱うことが可能になる。その結果、前述した配線長を1ユニットとした様々な配線マクロセルを複数組み合わせてそれらの配線レイアウトパターンを形成する場合に比べて、データ量を小さくすることが可能となる。   With this configuration, a single wiring layer mesh wiring layout pattern, a linear wiring layout pattern having a plurality of unit lengths, a linear wiring layout pattern in which a plurality of wiring layers are run in parallel to have a plurality of unit lengths, and the like are used as one wiring. It can be handled as a macro cell. As a result, the amount of data can be reduced as compared with the case where a plurality of various wiring macrocells each having a wiring length of one unit are combined to form their wiring layout pattern.

また上記の半導体集積回路の設計方法において、前記配線マクロセルライブラリのうち、配線幅が最小配線幅以上で複数の異なる固定幅としている該配線マクロセルの配線寄生素子は、各々の該配線マクロセルに対してあらかじめLPE処理で抽出して得られる結果を該配線マクロセルのパラメータとして格納し、配線幅が最小配線幅以上で任意幅としている該配線マクロセルの配線寄生素子は、配線幅を最小配線幅以上で複数の異なる固定幅とした前記配線マクロセル各々に対するLPE処理の結果から、固定幅の間の配線寄生素子を補完するモデル式を求めて、該配線マクロセルのパラメータとして格納しているという態様がある。   Further, in the above-described semiconductor integrated circuit design method, in the wiring macrocell library, the wiring parasitic element of the wiring macrocell having a wiring width equal to or larger than the minimum wiring width and a plurality of different fixed widths may be applied to each wiring macrocell. The result obtained by extracting in advance by the LPE process is stored as a parameter of the wiring macrocell, and the wiring parasitic element of the wiring macrocell in which the wiring width is not less than the minimum wiring width and an arbitrary width has a plurality of wiring widths not less than the minimum wiring width. There is a mode in which a model equation that complements the wiring parasitic elements between the fixed widths is obtained from the result of the LPE process for each of the wiring macrocells having different fixed widths and stored as parameters of the wiring macrocells.

このように構成すれば、限られた複数の異なる固定幅の配線マクロセルの配線寄生素子の情報を基に任意幅の配線マクロセルの配線寄生素子の情報を得ることが可能となるため、効率的かつ自由度の高い配線マクロセルライブラリを構成することが可能となる。   With this configuration, it becomes possible to obtain information on the wiring parasitic elements of wiring macrocells of arbitrary widths based on the information on the wiring parasitic elements of a limited number of different fixed width wiring macrocells. It is possible to configure a wiring macrocell library with a high degree of freedom.

また上記の半導体集積回路の設計方法において、前記配置ステップは、前記配線マクロセルの配線長として規定した単位(ユニット)長さによって格子状に設定されたグリッドに沿って回路ブロックにおける該ネットの配線接続端子を配置するという態様がある。   In the above-described semiconductor integrated circuit design method, the placing step includes wiring connection of the net in the circuit block along a grid set in a lattice shape by a unit length defined as a wiring length of the wiring macrocell. There is a mode in which terminals are arranged.

このように構成すれば、接続端子間の距離がユニット長グリッドを考慮したものとなるから、配線長を所定の単位(ユニット)長さで固定した前記配線マクロセルライブラリのみでユニット長に従い規格化されたレイアウト配線パターンを構成することが可能となる。したがって、配線の仕上がり形状におけるばらつき抑制の効果があるとともに、準備する配線マクロセルライブラリを削減することが可能となる。   With this configuration, since the distance between the connection terminals takes into account the unit length grid, only the wiring macrocell library in which the wiring length is fixed at a predetermined unit (unit) length is standardized according to the unit length. It is possible to configure a layout wiring pattern. Therefore, there is an effect of suppressing variations in the finished shape of the wiring, and it is possible to reduce the number of prepared wiring macrocell libraries.

本発明によれば、回路設計においてレイアウト設計に引き渡したい配線情報や回路シミュレーションで得た情報などを設計制約とし、配線マクロセルライブラリのパラメータとして保持させることにより、エレクトロマイグレーション(EM)を考慮したレイアウト設計が行えるため、レイアウト設計後のEM検証においてエラーの発生しにくいレイアウトを作成することが可能となり、設計の後戻り抑制による設計工数短縮に効果がある。   According to the present invention, layout design in consideration of electromigration (EM) is achieved by setting wiring information desired to be handed over to layout design in circuit design, information obtained by circuit simulation, etc. as design constraints and holding them as parameters of a wiring macrocell library. Therefore, it is possible to create a layout in which an error is unlikely to occur in EM verification after layout design, and it is effective in shortening the design man-hour by suppressing the backtracking of the design.

以下、本発明の実施の形態における半導体集積回路の設計方法について図面を参照しつつ、詳細に説明する。以下の図面の記載において、同一部分については、同一符号を付して、その説明を省略する。   Hereinafter, a method for designing a semiconductor integrated circuit according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

<全体フロー>
図1は本発明の実施の形態における半導体集積回路の設計方法に関する設計フローを示す図である。この設計フローにおいて、回路設計工程S10では、配線マクロセルライブラリE1とプロセス情報E2と設計制約E3を用いて回路図を作成し、ネットリスト(回路情報)E4を出力する。ここで、配線マクロセルライブラリE1は、回路設計用とレイアウト設計用とで互いに関連する複数の配線情報パラメータを設定および保持することが可能な配線マクロセル群からなる。プロセス情報E2は、あらかじめ規定されている最小配線幅や最小配線間隔などのデザインルール、EM規格やホットキャリア規格などの信頼性規格、トランジスタ特性や配線シート抵抗などのデバイス仕様、配線膜厚や配線層間膜などの配線構造情報などを含んでいる。設計制約E3は、設計者が規定する半導体集積回路上で起こり得る物理現象を考慮するためのものである。
<Overall flow>
FIG. 1 is a diagram showing a design flow relating to a method for designing a semiconductor integrated circuit according to an embodiment of the present invention. In this design flow, in the circuit design step S10, a circuit diagram is created using the wiring macrocell library E1, the process information E2, and the design constraint E3, and a net list (circuit information) E4 is output. Here, the wiring macrocell library E1 includes a wiring macrocell group capable of setting and holding a plurality of wiring information parameters related to each other for circuit design and layout design. Process information E2 includes design rules such as the minimum wiring width and minimum wiring interval specified in advance, reliability standards such as EM standards and hot carrier standards, device specifications such as transistor characteristics and wiring sheet resistance, wiring film thickness and wiring It includes wiring structure information such as interlayer films. The design constraint E3 is for considering a physical phenomenon that can occur on the semiconductor integrated circuit specified by the designer.

次に回路シミュレーション工程S20では、回路設計工程S10で得られたネットリスト(回路情報)E4に対して、プロセス情報E2や図示しないシミュレーション条件などを複数設定した上で、回路シミュレーションにて所望の回路特性を確認し、回路シミュレーション結果E5を得る。   Next, in the circuit simulation step S20, a plurality of process information E2 and simulation conditions (not shown) are set for the netlist (circuit information) E4 obtained in the circuit design step S10, and then a desired circuit is obtained by circuit simulation. The characteristics are confirmed, and a circuit simulation result E5 is obtained.

次にレイアウト設計工程S30では、ネットリスト(回路情報)E4と回路シミュレーション結果E5と配線マクロセルライブラリE1とプロセス情報E2と設計制約E3とを用いてレイアウトを作成し、レイアウト結果E6を出力する。   Next, in the layout design step S30, a layout is created using the netlist (circuit information) E4, circuit simulation result E5, wiring macrocell library E1, process information E2, and design constraint E3, and a layout result E6 is output.

次に検証工程S40では、レイアウト結果E6とプロセス情報E2を用いて、デザインルールなどのプロセス情報を満たしたレイアウト作成が行われているかどうかを最終確認し、問題があれば回路設計工程S10やレイアウト設計工程S30に戻って再設計を行い、問題がなければ次の工程へと移ることになる。   Next, in the verification step S40, the layout result E6 and the process information E2 are used to finally confirm whether or not the layout creation satisfying the process information such as the design rule is performed. If there is a problem, the circuit design step S10 and the layout are performed. Returning to the design process S30, redesign is performed, and if there is no problem, the process proceeds to the next process.

<配線マクロセルライブラリ>
ここで、配線マクロセルライブラリE1について詳しく説明する。この配線マクロセルライブラリE1は、各配線マクロセルごとに回路設計に用いる回路シンボルおよびレイアウト設計に用いるレイアウトパターンを有し、それぞれ互いに複数の配線情報パラメータを共有している。その配線情報パラメータは、配線層、配線長、配線幅、配線間隔、ビア数、配線寄生抵抗、配線寄生容量、許容電流値、電流情報、接続情報、配線レイアウト形状のいずれか、またはそれらの組み合わせで構成されている。また、配線マクロセルの回路設計に用いる回路シンボルに設定する配線情報パラメータは、回路設計工程S10において設計者が規定する設計条件などの設計制約となる。一方、配線マクロセルのレイアウト設計に用いるレイアウトパターンの配線情報パラメータは、配線マクロセルライブラリE1からレイアウトパターンを選択(生成)するためのパラメータと、選択(生成)したレイアウトパターンによって決定する配線パラメータとを持つことになる。
<Wiring macrocell library>
Here, the wiring macrocell library E1 will be described in detail. The wiring macrocell library E1 has a circuit symbol used for circuit design and a layout pattern used for layout design for each wiring macrocell, and shares a plurality of wiring information parameters with each other. The wiring information parameter is one of a wiring layer, wiring length, wiring width, wiring interval, number of vias, wiring parasitic resistance, wiring parasitic capacitance, allowable current value, current information, connection information, wiring layout shape, or a combination thereof. It consists of In addition, the wiring information parameter set in the circuit symbol used for the circuit design of the wiring macrocell becomes a design constraint such as a design condition specified by the designer in the circuit design process S10. On the other hand, the wiring information parameter of the layout pattern used for the layout design of the wiring macrocell has a parameter for selecting (generating) a layout pattern from the wiring macrocell library E1 and a wiring parameter determined by the selected (generated) layout pattern. It will be.

例えば、配線長と配線幅は、あらかじめ規定されているデザインルールを満たす範囲で所定の値が配線情報パラメータに設定できるようにしている。したがって、回路設計に用いる回路シンボルに所定の配線長や配線幅、さらに配線レイアウト形状、その形状を構成する配線層やビア数などを配線情報パラメータとして設定すれば、その配線情報パラメータに応じたレイアウトパターンを即座に選択(生成)することが可能となる。   For example, the wiring length and the wiring width can be set to predetermined values in the wiring information parameter within a range that satisfies a predetermined design rule. Therefore, if a predetermined symbol length and width, a wiring layout shape, a wiring layer and the number of vias constituting the shape are set as wiring information parameters in a circuit symbol used for circuit design, a layout corresponding to the wiring information parameter is set. A pattern can be immediately selected (generated).

また、配線マクロセルライブラリE1から選択(生成)できるレイアウトパターンには、あらかじめLPE(Layout Parasitic Extraction)により寄生素子情報を抽出して、配線情報パラメータとして保持させているので、選択(生成)したレイアウトパターンの配線寄生抵抗値、配線寄生容量値などを容易に求めることが可能となる。また逆に、所望する寄生素子情報を設定することにより、選択(生成)するレイアウトパターンの配線長と配線幅の関係を求めることも可能である。   Further, since the parasitic element information is extracted in advance by LPE (Layout Parasitic Extraction) and stored as a wiring information parameter in the layout pattern that can be selected (generated) from the wiring macrocell library E1, the selected (generated) layout pattern. The wiring parasitic resistance value, wiring parasitic capacitance value, etc. can be easily obtained. Conversely, the relationship between the wiring length and the wiring width of the layout pattern to be selected (generated) can be obtained by setting desired parasitic element information.

<全体概念>
以下、各工程について詳しく説明する。
<Overall concept>
Hereinafter, each step will be described in detail.

図2は回路設計工程S10の構成を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the circuit design process S10.

回路図作成ステップS11では、例えば図3のInst01とInst02を結線しているように、トランジスタやマクロブロックなどを結線し、回路図を作成する。   In the circuit diagram creation step S11, for example, as inst 01 and inst 02 in FIG. 3 are connected, transistors and macroblocks are connected to create a circuit diagram.

配線マクロセル(回路シンボル)挿入ステップS12では、例えば図4のInst01とInst02を結線する対象ネットに配線マクロセルライブラリE1から所望する配線マクロセル(回路シンボル)S03を選択、挿入して、回路図を作成する。この挿入した配線マクロセル(回路シンボル)S03には、配線情報パラメータ04として端子情報、接続情報に加えて、設計者が回路設計段階であらかじめ想定または所望する設計制約E3として寄生素子情報(配線寄生抵抗値、配線寄生容量値)や使用する配線層などを設定する。なお、この寄生素子情報である配線寄生抵抗値、配線寄生容量値に、例えば±10%などのように設計者として許容できる変動度合を付加して設定してもよい。   In the wiring macrocell (circuit symbol) insertion step S12, for example, a desired wiring macrocell (circuit symbol) S03 is selected and inserted from the wiring macrocell library E1 into the target net for connecting Inst01 and Inst02 in FIG. 4 to create a circuit diagram. . In the inserted wiring macrocell (circuit symbol) S03, in addition to the terminal information and connection information as the wiring information parameter 04, the parasitic element information (wiring parasitic resistance) as the design constraint E3 assumed or desired in advance at the circuit design stage by the designer. Value, wiring parasitic capacitance value) and wiring layer to be used. Note that the wiring parasitic resistance value and the wiring parasitic capacitance value, which are the parasitic element information, may be set by adding a degree of variation allowable for the designer, such as ± 10%.

この場合、回路設計工程S10から出力されるネットリスト(回路情報)E4は、図9のネットリスト05に示すように、対象ネットに設定した寄生素子情報(配線寄生抵抗値、配線寄生容量値)が付加されるため、回路シミュレーション工程S20では、寄生素子情報(配線寄生抵抗値、配線寄生容量値)を考慮した回路シミュレーションが可能となる。回路シミュレーションにて回路特性上の問題がある場合には、想定または所望した寄生素子情報(配線寄生抵抗値、配線寄生容量値)を更新するなどして問題点を改善する。なお、前述したとおり、配線寄生抵抗値、配線寄生容量値に設計者として許容できる変動度合が設定されている場合は、その変動度合を考慮した回路シミュレーションを実施し、その変動度合が回路特性として許容できるかどうかを確認しておけば、配線マクロセルライブラリE1からレイアウトパターンを選択(生成)する際の自由度が増す。   In this case, the net list (circuit information) E4 output from the circuit design step S10 is the parasitic element information (wiring parasitic resistance value, wiring parasitic capacitance value) set in the target net, as shown in the net list 05 of FIG. Therefore, in the circuit simulation step S20, circuit simulation considering parasitic element information (wiring parasitic resistance value, wiring parasitic capacitance value) becomes possible. When there is a problem in circuit characteristics in the circuit simulation, the problem is improved by updating the assumed or desired parasitic element information (wiring parasitic resistance value, wiring parasitic capacitance value). As described above, when the wiring parasitic resistance value and the wiring parasitic capacitance value are set to a degree of variation allowable as a designer, a circuit simulation is performed in consideration of the degree of variation, and the degree of variation is regarded as a circuit characteristic. If it is confirmed whether it is acceptable, the degree of freedom in selecting (generating) a layout pattern from the wiring macrocell library E1 increases.

次に、図5はレイアウト設計工程S30の構成を示す図である。   Next, FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the layout design step S30.

回路設計工程S10で得られたネットリスト(回路情報)E4とプロセス情報E2とを用いて、配置ステップS31、配線マクロセル(レイアウトパターン)選択ステップS32、配線ステップS33を実施する。なお、配置ステップS31、配線マクロセル(レイアウトパターン)選択ステップS32、配線ステップS33を必要に応じて任意の順番で実施することも可能である。   The placement step S31, the wiring macrocell (layout pattern) selection step S32, and the wiring step S33 are performed using the netlist (circuit information) E4 and the process information E2 obtained in the circuit design process S10. Note that the placement step S31, the wiring macrocell (layout pattern) selection step S32, and the wiring step S33 can be performed in any order as necessary.

配置ステップS31では、例えば図10のInst01とInst02で示すようにトランジスタやマクロブロックなどのレイアウトセルを所望する位置に配置し、従来どおりの配線経路探索アルゴリズムを用いて破線で示した配線経路11を得る。   In the placement step S31, for example, as shown by Inst01 and Inst02 in FIG. 10, a layout cell such as a transistor or a macroblock is placed at a desired position, and a wiring path 11 indicated by a broken line is used using a conventional wiring path search algorithm. obtain.

配線マクロセル(レイアウトパターン)選択ステップS32では、例えば図11に示すようにする。配線マクロセルの配線情報パラメータ04には、端子情報、接続情報と、回路シミュレーション結果E5を反映した設計制約E3である配線寄生抵抗値、配線寄生容量値と、使用する配線層情報とが設定されている。配線経路11における配線経路セグメント07a,07b,07cには、それぞれに配線長L07a,L07b,L07cが求められる。この配線長L07a,L07b,L07cと、配線マクロセルが保持しているLPE(寄生素子抽出)から求めた配線寄生素子情報とを基にして、配線寄生抵抗値、配線寄生容量値を満たす配線幅W07a,W07b,W07cの配線マクロセル(レイアウトパターン)P08a,P08b,P08cを選択(生成)する。そして、それらを組み合わせた配線パターンP08を構成し、図12に示すように配線する。   In the wiring macrocell (layout pattern) selection step S32, for example, as shown in FIG. In the wiring macro cell wiring information parameter 04, terminal information, connection information, wiring parasitic resistance values and wiring parasitic capacitance values, which are design constraints E3 reflecting the circuit simulation result E5, and wiring layer information to be used are set. Yes. For the wiring path segments 07a, 07b, and 07c in the wiring path 11, wiring lengths L07a, L07b, and L07c are obtained, respectively. Based on the wiring lengths L07a, L07b, L07c and wiring parasitic element information obtained from the LPE (parasitic element extraction) held by the wiring macrocell, the wiring width W07a satisfying the wiring parasitic resistance value and the wiring parasitic capacitance value is satisfied. , W07b and W07c are selected (generated) as wiring macrocells (layout patterns) P08a, P08b and P08c. And the wiring pattern P08 which combined them is comprised, and it wires as shown in FIG.

なお、上記では、第1配線層のみで構成される配線マクロセル(レイアウトパターン)を選択(生成)する場合で説明したが、これに限るものではない。例えば図13〜図15に示すように、第2配線層をはじめとした他配線層や異なる配線層を接続するビアを含めて構成される配線マクロセル(レイアウトパターン)を配線マクロセルライブラリE1として用意する。このように構成すれば、配線経路11上に異なるネットの配線パターン06が存在する場合でも、配線の乗り換えなどで柔軟に対応することが可能となる。   In the above description, the case of selecting (generating) a wiring macrocell (layout pattern) composed of only the first wiring layer has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIGS. 13 to 15, a wiring macrocell (layout pattern) including other wiring layers including the second wiring layer and vias connecting different wiring layers is prepared as a wiring macrocell library E1. . With this configuration, even when a different net wiring pattern 06 exists on the wiring path 11, it is possible to flexibly cope with the change of wiring.

配線ステップS33では、配線する対象ネットが設計制約E3を設定しない場合に、従来どおりの配線アルゴリズムを用いて配線する。   In the wiring step S33, when the net to be wired does not set the design constraint E3, wiring is performed using the conventional wiring algorithm.

配線マクロセルライブラリE1は前述した特徴を有している。したがって、設計者が規定する設計条件などの設計制約に対して、例えばレイアウト設計後でないと分からなかった配線パターンに寄生する配線抵抗や配線容量などを回路設計段階であらかじめ想定または所望する値として、配線マクロセルのパラメータに設定し格納する。こうすることにより、そのパラメータに連動した配線レイアウトパターンを選択(生成)することが可能となる。よって、上記設計フローに従えば、配線マクロセルライブラリE1によって、回路設計工程S10で考慮した設計制約E3を回路シミュレーション結果E5とともにレイアウト設計工程S30に引き継いで考慮したレイアウト作成が行える。その結果、検証工程S40の結果において、設計の後戻りを抑制することが可能となる。   The wiring macrocell library E1 has the characteristics described above. Therefore, for design constraints such as design conditions specified by the designer, for example, wiring resistance and wiring capacitance that are parasitic on wiring patterns that were not known after layout design are assumed or desired in advance at the circuit design stage. Set and store parameters for wiring macrocell. By doing so, it is possible to select (generate) a wiring layout pattern linked to the parameter. Therefore, according to the above design flow, the wiring macrocell library E1 can create a layout in which the design constraint E3 considered in the circuit design step S10 is taken into consideration in the layout design step S30 together with the circuit simulation result E5. As a result, in the result of the verification step S40, it is possible to suppress the backtracking of the design.

なお、上記説明では、信号配線における配線寄生抵抗、配線寄生容量を設計制約にして、回路特性を考慮した半導体集積回路の設計方法を例にして述べたが、これに限るものではない。例えば、電源配線を対象ネットにしてもよいし、設計制約により配線・ビアのエレクトロマイグレーション(EM)や電源電圧降下やクロストークノイズなどを考慮した半導体集積回路の設計方法として適用することも可能である。   In the above description, the design method of the semiconductor integrated circuit considering the circuit characteristics with the wiring parasitic resistance and the wiring parasitic capacitance in the signal wiring as design constraints has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, the power supply wiring may be the target net, or it can be applied as a semiconductor integrated circuit design method considering wiring / via electromigration (EM), power supply voltage drop, crosstalk noise, etc. due to design constraints. is there.

<EM考慮>
以下、特にEMを考慮した半導体集積回路の設計方法に関して具体的に説明する。
<EM consideration>
In the following, a method for designing a semiconductor integrated circuit particularly considering EM will be described in detail.

図6は本発明の実施の形態におけるEMを考慮した半導体集積回路の設計方法に関する設計フローを示す図である。図1に示した設計フローとは、EMを考慮したレイアウト設計工程S50と、EM検証工程S60と、EM規格値を含んだプロセス情報E2′と、電流情報を含んだ回路シミュレーション結果E5′と、EMを考慮したレイアウト結果E6′が異なる。回路設計工程S10、回路シミュレーション工程S20については、前述したとおりであるため説明を省略する。   FIG. 6 is a diagram showing a design flow relating to a method for designing a semiconductor integrated circuit in consideration of EM in the embodiment of the present invention. The design flow shown in FIG. 1 includes a layout design process S50 considering EM, an EM verification process S60, process information E2 ′ including an EM standard value, a circuit simulation result E5 ′ including current information, The layout result E6 ′ considering EM is different. Since the circuit design process S10 and the circuit simulation process S20 are as described above, description thereof will be omitted.

図6に示す設計フローにおいて、回路設計工程S10では、EM規格値を含んだプロセス情報E2′が用いられる。また、EMを考慮したレイアウト設計工程S50では、回路シミュレーション工程S20で得られた電流情報を含んだ回路シミュレーション結果E5′と、ネットリスト(回路情報)E4と配線マクロセルライブラリE1と設計制約E3を用いてレイアウトを作成し、EMを考慮したレイアウト結果E6′を出力する。   In the design flow shown in FIG. 6, process information E2 ′ including the EM standard value is used in the circuit design step S10. In the layout design process S50 considering EM, the circuit simulation result E5 ′ including the current information obtained in the circuit simulation process S20, the net list (circuit information) E4, the wiring macrocell library E1, and the design constraint E3 are used. A layout is created, and a layout result E6 ′ considering EM is output.

次にEM検証工程S60では、EMを考慮したレイアウト結果E6′とEM規格値を含んだプロセス情報E2′を用いて、EM規格値を含んだプロセス情報E2′を満たしたレイアウト作成が行われているかどうかを最終確認する。そして、問題があれば回路設計工程S10やEMを考慮したレイアウト設計工程S50に戻って再設計を行い、問題がなければ次の工程へと移ることになる。   Next, in the EM verification step S60, a layout that satisfies the process information E2 ′ including the EM standard value is created using the layout result E6 ′ considering the EM and the process information E2 ′ including the EM standard value. Finally check whether or not. If there is a problem, the circuit design process S10 and the layout design process S50 in consideration of the EM are returned to perform redesign. If there is no problem, the process proceeds to the next process.

以下、図7を用いて、EMを考慮したレイアウト設計工程S50の処理の流れを詳しく説明する。   Hereinafter, the processing flow of the layout design process S50 considering EM will be described in detail with reference to FIG.

ステップS51において、回路設計工程S10で得られたネットリスト(回路情報)E4より、処理を施す対象ネットが回路設計工程S10において配線マクロセルを挿入し配線情報パラメータを保持する、つまりはEM考慮を行うべき対象ネットかどうかを判断する。   In step S51, from the net list (circuit information) E4 obtained in the circuit design process S10, the target net to be processed inserts a wiring macrocell in the circuit design process S10 and holds the wiring information parameter, that is, performs EM consideration. Judge whether it is a target net.

EM考慮対象ネットではない場合、配置処理S52に進み、回路設計工程S10で得られたネットリスト(回路情報)E4を用いて従来どおりトランジスタやマクロブロックなどのレイアウトセルを所望する位置に配置し、その座標などの配置位置情報E7を得る。   If it is not an EM consideration target net, the process proceeds to the placement process S52, and a layout cell such as a transistor or a macro block is placed at a desired position using the net list (circuit information) E4 obtained in the circuit design step S10 as in the past. Arrangement position information E7 such as the coordinates is obtained.

配線経路探索処理S53では、配置位置情報E7を用いて従来どおり接続すべき端子の配線経路情報E8を得る。   In the wiring route search process S53, the wiring route information E8 of the terminal to be connected as before is obtained using the arrangement position information E7.

配線処理S54では、配線経路情報E8を用いて従来どおり配線を施し、レイアウト結果E6′(このネットに対しては特にEMを考慮していない)を得る。   In the wiring process S54, wiring is performed as usual using the wiring route information E8, and a layout result E6 ′ (not particularly considering EM for this net) is obtained.

一方、ステップS51の判断でEM考慮対象ネットである場合には、EM許容最小配線幅・ビア数算出処理S55に進み、回路シミュレーション工程S20で得られた電流情報を含んだ回路シミュレーション結果E5′とEM規格値E22を用いて、許容最小配線幅情報E9と許容最小ビア数情報E10を得る。ここでの許容最小配線幅および許容最小ビア数について、EM規格値E22が配線層ごとやビア層ごとに異なる場合は、配線層およびビア層それぞれに対する許容最小配線幅および許容最小ビア数を求めておく。例えば、使用する配線層を第1配線層と仮定し、EM規格値E22として第1配線層の許容電流密度が1.0[mA/μm]、電流情報を含んだ回路シミュレーション結果E5′として対象ネットの電流値が0.4[mA]であるとした場合で説明すると、許容最小配線幅Wb=0.4[μm]を得る。   On the other hand, if it is determined in step S51 that the net is an EM consideration target, the process proceeds to the EM allowable minimum wiring width / via number calculation process S55, and the circuit simulation result E5 ′ including the current information obtained in the circuit simulation process S20 is obtained. Using the EM standard value E22, allowable minimum wiring width information E9 and allowable minimum via number information E10 are obtained. Regarding the allowable minimum wiring width and the allowable minimum number of vias here, when the EM standard value E22 is different for each wiring layer or for each via layer, the allowable minimum wiring width and the allowable minimum number of vias for the wiring layer and the via layer are obtained. deep. For example, assuming that the wiring layer to be used is the first wiring layer, the allowable current density of the first wiring layer is 1.0 [mA / μm] as the EM standard value E22, and the target is the circuit simulation result E5 ′ including current information. In the case where the current value of the net is 0.4 [mA], an allowable minimum wiring width Wb = 0.4 [μm] is obtained.

配線幅・ビア数・配線長決定処理S56では、許容最小配線幅情報E9と許容最小ビア数情報E10と設計制約E3と配線マクロセルライブラリE1を用いて対象ネットにおける配線幅・ビア数・配線長情報E11を得る。例えば、前記と同様に使用する配線層を第1配線層と仮定し、デザインルールE21として第1配線層のシート抵抗値が0.1[ohm/sheet]、配線マクロセルライブラリE1として対象ネットに挿入された配線マクロセルの配線情報パラメータの配線抵抗値に設計制約E3として10[ohm]を保持している場合で説明すると、まずは許容最小配線幅Wb以上で所望する配線幅Wを決定する。ここでは仮にW=0.5[μm]とする。次に、配線抵抗値=シート抵抗値×配線長L/配線幅Wという関係式が成り立つことから、配線長L=50[μm]を得る。   In the wiring width / via number / wiring length determination processing S56, the wiring width / via number / wiring length information in the target net using the allowable minimum wiring width information E9, the allowable minimum via number information E10, the design constraint E3, and the wiring macrocell library E1. E11 is obtained. For example, assuming that the wiring layer to be used is the first wiring layer as described above, the sheet resistance value of the first wiring layer is 0.1 [ohm / sheet] as the design rule E21, and the wiring macrocell library E1 is inserted into the target net. In the case where 10 [ohm] is held as the design constraint E3 in the wiring resistance value of the wiring information parameter of the formed wiring macrocell, first, the desired wiring width W is determined to be equal to or larger than the allowable minimum wiring width Wb. Here, it is assumed that W = 0.5 [μm]. Next, since the relational expression of wiring resistance value = sheet resistance value × wiring length L / wiring width W holds, wiring length L = 50 [μm] is obtained.

配線マクロセル選択処理S57では、配線幅・ビア数・配線長情報E11と配線マクロセルライブラリE1を用いて配線パターン情報E12を得る。例えば、図29に示すように、前記と同様に使用する配線層を第1配線層と仮定し、配線幅W=0.5[μm]、配線長L=50[μm]という結果が得られている場合、その配線幅Wとマンハッタン距離による配線長Lを保って所望する配線形状パターンにおけるセグメント単位で、配線マクロセルライブラリE1に格納されている配線マクロセル(レイアウトパターン)P12aやP13a,P13b,P13cやP14a,P14b,P14cを選択(生成)し、所望する配線形状パターンP13やP14やP15を構成する。   In the wiring macrocell selection processing S57, wiring pattern information E12 is obtained using the wiring width / via number / wiring length information E11 and the wiring macrocell library E1. For example, as shown in FIG. 29, assuming that the wiring layer to be used is the first wiring layer in the same manner as described above, the results of wiring width W = 0.5 [μm] and wiring length L = 50 [μm] are obtained. In this case, the wiring macrocell (layout pattern) P12a, P13a, P13b, and P13c stored in the wiring macrocell library E1 in segment units in the desired wiring shape pattern while maintaining the wiring length L depending on the wiring width W and the Manhattan distance. And P14a, P14b, and P14c are selected (generated), and desired wiring shape patterns P13, P14, and P15 are configured.

さらに配置処理S58により、配線パターン情報E12である配線形状パターン(例えばP13)に合うようにトランジスタやマクロブロックなどのレイアウトセルを配置(接続)し、図30に示すようにEMを考慮したレイアウト結果E6′を得る。   Further, the layout process S58 places (connects) layout cells such as transistors and macroblocks so as to match the wiring shape pattern (for example, P13) as the wiring pattern information E12, and the layout result in consideration of EM as shown in FIG. E6 'is obtained.

本実施の形態によれば、設計者の所望する設計制約として配線抵抗値を規定し、その設計制約を守るとともにEMを考慮したレイアウト作成を行うことが可能となる。   According to this embodiment, it is possible to define a wiring resistance value as a design constraint desired by the designer, and to create a layout in consideration of the EM while keeping the design constraint.

<EM考慮>
また、特にEMを考慮した半導体集積回路の設計方法に関して、別の一例を具体的に説明する。
<EM consideration>
In addition, another example will be specifically described regarding a method of designing a semiconductor integrated circuit particularly considering EM.

EMを考慮した半導体集積回路の設計方法に関する設計フローは先の説明に用いた図6と同じであるため、説明を省略する。先に説明した一例との違いは、トランジスタやマクロセルブロックの配置制約を極力保ちながら、設計制約を満たしつつ、EMを考慮したレイアウト設計を行うものである。よって、図6に示すEMを考慮したレイアウト設計工程S50の処理の流れが異なるため、図8を参照しながら説明する。   Since the design flow regarding the design method of the semiconductor integrated circuit in consideration of EM is the same as FIG. 6 used in the above description, the description is omitted. The difference from the example described above is that layout design is performed in consideration of EM while satisfying the design constraints while maintaining the arrangement constraints of transistors and macro cell blocks as much as possible. Therefore, since the processing flow of the layout design process S50 considering the EM shown in FIG. 6 is different, description will be made with reference to FIG.

配置処理S61では、回路設計工程S10で得られたネットリスト(回路情報)E4を用いて従来どおりトランジスタやマクロブロックなどのレイアウトセルを所望する位置に配置し、その座標などの配置位置情報E7を得る。   In the placement process S61, a layout cell such as a transistor or a macroblock is placed at a desired position using the net list (circuit information) E4 obtained in the circuit design step S10 as in the past, and placement position information E7 such as its coordinates is used. obtain.

配線経路探索処理S62では、配置位置情報E7を用いて従来どおり接続すべき端子の配線経路情報E8、および接続端子距離情報(仮配線長)E13を得る。   In the wiring route search processing S62, the wiring position information E8 of the terminals to be connected as usual and the connection terminal distance information (temporary wiring length) E13 are obtained using the arrangement position information E7.

また、配線経路探索処理S62の後の対象ネット判断処理S63では、処理を施す対象ネットが、回路設計工程S10において配線マクロセルを挿入し配線情報パラメータを保持する、つまりはEM考慮を行うべき対象ネットかどうかを判断する。   In the target net determination process S63 after the wiring route search process S62, the target net to be processed inserts a wiring macrocell in the circuit design step S10 and holds the wiring information parameter, that is, the target net to be considered in EM. Determine whether or not.

EM考慮対象ネットではない場合、配線処理S64に進んで、配線経路情報E8を用いて従来どおり配線を施し、レイアウト結果E6′(このネットに対しては特にEMを考慮していない)を得る。   If the net is not an EM consideration target net, the process proceeds to the wiring process S64, and wiring is performed as usual using the wiring path information E8, and a layout result E6 ′ (EM is not particularly considered for this net) is obtained.

一方、ステップS63の判断でEM考慮対象ネットである場合には、仮配線幅算出処理S65に進んで、接続端子距離情報(仮配線長)E13とEM規格値を含んだプロセス情報E2′であるデザインルールE21と設計制約E3と配線マクロセルライブラリE1を用いて仮配線幅情報E14を得る。例えば、使用する配線層を第1配線層と仮定し、接続端子距離情報(仮配線長)E13による仮配線長Laが75[μm]、デザインルールE21として第1配線層のシート抵抗値が0.1[ohm/sheet]、配線マクロセルライブラリE1として対象ネットに挿入された配線マクロセルの配線情報パラメータの配線抵抗値に設計制約E3として10[ohm]を保持している場合で説明すると、仮配線幅Wa=仮配線長La×シート抵抗値/配線抵抗値という関係式が成り立つことから、仮配線幅Wa=0.75[μm]を得る。   On the other hand, if it is determined in step S63 that the net is an EM consideration target, the process proceeds to provisional wiring width calculation processing S65, and is connection terminal distance information (temporary wiring length) E13 and process information E2 ′ including the EM standard value. Provisional wiring width information E14 is obtained using the design rule E21, the design constraint E3, and the wiring macrocell library E1. For example, assuming that the wiring layer to be used is the first wiring layer, the temporary wiring length La based on the connection terminal distance information (temporary wiring length) E13 is 75 [μm], and the sheet resistance value of the first wiring layer is 0 as the design rule E21. .1 [ohm / sheet], a case where 10 [ohm] is held as the design constraint E3 in the wiring resistance value of the wiring information parameter of the wiring macrocell inserted into the target net as the wiring macrocell library E1 will be explained. Since the relational expression of width Wa = temporary wiring length La × sheet resistance value / wiring resistance value is established, provisional wiring width Wa = 0.75 [μm] is obtained.

また、EM許容最小配線幅・ビア数算出処理S66では、回路シミュレーション工程S20で得られた電流情報を含んだ回路シミュレーション結果E5′とEM規格値を含んだプロセス情報E2′であるEM規格値E22を用いて許容最小配線幅情報E9と許容最小ビア数情報E10を得る。ここでの許容最小配線幅および許容最小ビア数について、EM規格値E22が配線層ごとやビア層ごとに異なる場合は、配線層およびビア層それぞれに対する許容最小配線幅および許容最小ビア数を求めておく。例えば、使用する配線層を第1配線層と仮定し、EM規格値E22として第1配線層の許容電流密度が1.0[mA/μm]、電流情報を含んだ回路シミュレーション結果E5′として対象ネットの電流値が0.4[mA]であるとした場合で説明すると、許容最小配線幅Wb=0.4[μm]を得る。   In the EM allowable minimum wiring width / via number calculation process S66, the circuit simulation result E5 ′ including the current information obtained in the circuit simulation step S20 and the EM standard value E22 which is the process information E2 ′ including the EM standard value. Is used to obtain allowable minimum wiring width information E9 and allowable minimum via number information E10. Regarding the allowable minimum wiring width and the allowable minimum number of vias here, when the EM standard value E22 is different for each wiring layer or for each via layer, the allowable minimum wiring width and the allowable minimum number of vias for the wiring layer and the via layer are obtained. deep. For example, assuming that the wiring layer to be used is the first wiring layer, the allowable current density of the first wiring layer is 1.0 [mA / μm] as the EM standard value E22, and the target is the circuit simulation result E5 ′ including current information. In the case where the current value of the net is 0.4 [mA], an allowable minimum wiring width Wb = 0.4 [μm] is obtained.

次に、比較処理S67では、仮配線幅情報E14と許容最小配線幅情報E9を用いて仮配線長・仮配線幅情報E15を得る。例えば、仮配線幅情報E14として仮配線幅Wa=0.75[μm]、許容最小配線幅情報E9として許容最小配線幅Wb=0.4[μm]を得ている場合、Wa≧Wbが成り立つため、設計制約である配線抵抗値と配置制約である仮配線長Laに基づいて求めた仮配線幅Waは設計制約を満たしつつEM規格値も満たすことになる。   Next, in the comparison process S67, the temporary wiring length / temporary wiring width information E15 is obtained using the temporary wiring width information E14 and the allowable minimum wiring width information E9. For example, when the temporary wiring width Wa = 0.75 [μm] is obtained as the temporary wiring width information E14 and the allowable minimum wiring width Wb = 0.4 [μm] is obtained as the allowable minimum wiring width information E9, Wa ≧ Wb is established. Therefore, the temporary wiring width Wa obtained based on the wiring resistance value as the design constraint and the temporary wiring length La as the layout constraint satisfies the EM standard value while satisfying the design constraint.

次に仮配線処理S68では、配線経路情報E8と仮配線長・仮配線幅情報E15、それらの情報を配線情報パラメータに追加格納し、所望する配線マクロセルのレイアウトパターンを用いて配線することにより仮配線結果E16を得る。   Next, in the temporary wiring processing S68, the wiring route information E8, the temporary wiring length / temporary wiring width information E15, and the information are additionally stored in the wiring information parameter, and the temporary wiring process is performed by wiring using the layout pattern of the desired wiring macrocell. A wiring result E16 is obtained.

次に配線マクロセル選択処理S69では、仮配線結果E16と許容最小配線幅情報E9と許容最小ビア数情報E10、さらに配線マクロセルライブラリE1を用いてEMを考慮したレイアウト結果E6′を得る。例えば、仮配線結果E16が所望する結果であればそのままレイアウト結果を出力すればよいが、EM規格値を満たした範囲で配線幅を変更したり、別の配線層を用いた配線乗り換えを施す必要がある場合は、許容最小ビア数情報E10を満たすように配線マクロセルが保持する配線情報パラメータを変更し、新たに所望する配線マクロセルのレイアウトパターンを選択し直してレイアウト結果を出力する。   Next, in the wiring macrocell selection process S69, the temporary wiring result E16, the allowable minimum wiring width information E9, the allowable minimum via number information E10, and the layout result E6 ′ in consideration of EM are obtained using the wiring macrocell library E1. For example, if the temporary wiring result E16 is a desired result, the layout result may be output as it is. However, it is necessary to change the wiring width within a range satisfying the EM standard value or to change the wiring using another wiring layer. If there is, the wiring information parameter held by the wiring macrocell is changed so as to satisfy the allowable minimum via number information E10, a new layout pattern of the wiring macrocell is newly selected, and the layout result is output.

<配線マクロセルライブラリ>
次に、各配線マクロセルの配線長が所定の単位(以下ユニットとする)長で固定されている配線マクロセルライブラリE1′について説明する。
<Wiring macrocell library>
Next, a wiring macrocell library E1 ′ in which the wiring length of each wiring macrocell is fixed in a predetermined unit (hereinafter referred to as a unit) will be described.

図19〜図22は配線マクロセルライブラリE1′における配線マクロセル(レイアウトパターン)の一例について示す。配線長を所定のユニット長Luで固定し、配線幅Wuはあらかじめ設定されているデザインルールの最小配線幅以上で複数の異なる固定幅(Wu1,Wu2…)となっている。そして、配線マクロセル(レイアウトパターン)は、単一配線層を用いた直線形(a1〜a4)、配線の折れ曲がり部分のL字形(b1〜b4)、配線の分岐部分のT字形(c1〜c4)、十字形(d1〜d4)の配線レイアウト形状を持っている。   19 to 22 show an example of a wiring macrocell (layout pattern) in the wiring macrocell library E1 ′. The wiring length is fixed at a predetermined unit length Lu, and the wiring width Wu is a plurality of different fixed widths (Wu1, Wu2,...) That are equal to or larger than the minimum wiring width of a preset design rule. The wiring macrocell (layout pattern) includes a straight line shape (a1 to a4) using a single wiring layer, an L shape (b1 to b4) of a bent portion of the wiring, and a T shape (c1 to c4) of a branch portion of the wiring. The wiring layout has a cross shape (d1 to d4).

また、図23〜図26は同じく配線マクロセルライブラリE1′における配線マクロセル(レイアウトパターン)の一例について示す。配線長を所定のユニット長Luで固定し、配線幅Wuはあらかじめ設定されているデザインルールの最小配線幅以上で複数の異なる固定幅(Wu1,Wu2…)となっている。そして、配線マクロセル(レイアウトパターン)は、複数配線層およびそれらを接続する1以上のビアを用いた直線形(a5〜a8)、配線の折れ曲がり部分のL字形(b5〜b8)、配線の分岐部分のT字形(c5〜c10)、十字形(d5〜d9)の配線レイアウト形状を持っている。   23 to 26 also show an example of a wiring macrocell (layout pattern) in the wiring macrocell library E1 ′. The wiring length is fixed at a predetermined unit length Lu, and the wiring width Wu is a plurality of different fixed widths (Wu1, Wu2,...) That are equal to or larger than the minimum wiring width of a preset design rule. The wiring macrocell (layout pattern) includes a plurality of wiring layers and a straight line shape (a5 to a8) using one or more vias connecting them, an L shape (b5 to b8) of a bent portion of the wiring, and a branching portion of the wiring T-shaped (c5 to c10) and cross (d5 to d9) wiring layout shapes.

また、図27は同じく配線マクロセルライブラリE1′における配線マクロセル(レイアウトパターン)の一例について示す。配線長を所定のユニット長Luで固定し、配線幅Wuはあらかじめ設定されているデザインルールの最小配線幅以上で複数の異なる固定幅(Wu1,Wu2…)となっている。さらに、配線間隔Suはあらかじめ設定されているデザインルールの最小配線間隔以上で複数の異なる固定幅(Su1,Su2…)となっている。そして、配線マクロセル(レイアウトパターン)は、複数の単一配線層を平行に配置し同一配線層で接続する、または複数配線層およびそれらを接続する1以上のビアを用いた直線形(a9〜a11)の配線レイアウト形状を持っている。   FIG. 27 shows an example of a wiring macrocell (layout pattern) in the wiring macrocell library E1 ′. The wiring length is fixed at a predetermined unit length Lu, and the wiring width Wu is a plurality of different fixed widths (Wu1, Wu2,...) That are equal to or larger than the minimum wiring width of a preset design rule. Further, the wiring interval Su has a plurality of different fixed widths (Su1, Su2,...) That are equal to or larger than the minimum wiring interval of a preset design rule. In the wiring macrocell (layout pattern), a plurality of single wiring layers are arranged in parallel and connected by the same wiring layer, or a plurality of wiring layers and a straight line (a9 to a11) using one or more vias connecting them. ) Have a wiring layout shape.

また、図28は前述した配線マクロセルライブラリE1′における配線マクロセル(レイアウトパターン)を組み合わせて構成した一例について示す。配線マクロセル(レイアウトパターン)は、複数の配線マクロセルを用いた単一配線層のメッシュ形(e1)の配線レイアウト形状を持っている。   FIG. 28 shows an example in which wiring macrocells (layout patterns) in the wiring macrocell library E1 ′ described above are combined. The wiring macrocell (layout pattern) has a single wiring layer mesh shape (e1) wiring layout shape using a plurality of wiring macrocells.

配線マクロセルライブラリE1を用いた設計フローにおいて、配線マクロセルライブラリE1に追加して、各配線マクロセルの配線長が所定のユニット長で固定されている配線マクロセルライブラリE1′も用いることを変更点としている。配線マクロセルライブラリE1′のレイアウトパターン(例えば、P10a,P10b,P10c)を優先的に組み合わせて用いることにより、図17に示すようにトランジスタやマクロブロック間を配線することが可能となる。   In the design flow using the wiring macrocell library E1, a change is made in addition to the wiring macrocell library E1 that a wiring macrocell library E1 ′ in which the wiring length of each wiring macrocell is fixed at a predetermined unit length is also used. By using the layout pattern (for example, P10a, P10b, P10c) of the wiring macrocell library E1 ′ preferentially in combination, it becomes possible to wire between transistors and macroblocks as shown in FIG.

なお、図16に示すように、配線マクロセルライブラリE1′の所定のユニット長の関係により、配線経路11に従うことができない場合は、配線経路11におけるマンハッタン距離を保ちつつ、経路を変更すればよい。   As shown in FIG. 16, when the wiring path 11 cannot be followed due to the predetermined unit length of the wiring macrocell library E1 ′, the path may be changed while maintaining the Manhattan distance in the wiring path 11.

さらに、トランジスタやマクロブロックの配置位置関係により配線マクロセルライブラリE1′のみでは配線接続が完結しない場合は、図17に示すように配線マクロセルライブラリE1(例えば、P10d)を用いて補完すればよい。   Further, when the wiring connection is not completed only by the wiring macrocell library E1 ′ due to the arrangement positional relationship of the transistors and macroblocks, the wiring macrocell library E1 (for example, P10d) may be complemented as shown in FIG.

また、それぞれの配線マクロセルは、あらかじめLPE処理を行い寄生素子情報として配線寄生抵抗や配線寄生容量、寄生インダクタンスなどの考慮する寄生成分を抽出し、それぞれの配線マクロセルの配線情報パラメータとして格納しておくことで、複数配線層およびそれらを接続する1以上のビアを用いた配線マクロセルなどやL字形、T字形、十字形のような複雑なレイアウト形状に対しても配線マクロセルの寄生素子情報が精度良く保持できることから、それら配線マクロセルを組み合わせた配線レイアウトパターン全体の寄生素子情報を容易に求めることができるようになる。   In addition, each wiring macrocell performs LPE processing in advance, extracts parasitic components such as wiring parasitic resistance, wiring parasitic capacitance, and parasitic inductance as parasitic element information, and stores them as wiring information parameters of each wiring macrocell. As a result, the parasitic element information of the wiring macrocell is accurate even for a complicated layout shape such as a wiring macrocell using a plurality of wiring layers and one or more vias connecting them, or an L-shape, T-shape, or cross shape. Since it can be held, the parasitic element information of the entire wiring layout pattern obtained by combining these wiring macrocells can be easily obtained.

以上、上記において配線幅を複数の異なる固定幅(Wu1,Wu2…)や配線間隔を複数の異なる固定幅(Su1,Su2…)とした配線マクロセルライブラリE1′の例を示したが、これに限るものではない。例えば、それら複数の異なる固定値形状に対してLPEで求めた寄生素子情報から、その固定値の間の寄生素子情報を補完するモデル式を求めて、配線マクロセルの配線情報パラメータとして格納しておくことで、あらかじめ設定されているデザインルールの最小配線幅、最小配線間隔以上で任意の配線幅、配線間隔に対応した、より柔軟な配線マクロセルライブラリとすることもできる。   The example of the wiring macrocell library E1 ′ in which the wiring width is a plurality of different fixed widths (Wu1, Wu2...) And the wiring interval is a plurality of different fixed widths (Su1, Su2...) Has been described above. It is not a thing. For example, from the parasitic element information obtained by LPE for these different fixed value shapes, a model formula that complements the parasitic element information between the fixed values is obtained and stored as the wiring information parameter of the wiring macrocell. As a result, a more flexible wiring macro cell library corresponding to an arbitrary wiring width and wiring interval exceeding the minimum wiring width and the minimum wiring interval of the preset design rule can be provided.

なお、モデル式を求めるに際しては、当然、より多くの固定値形状に対する寄生素子情報から求めることにより精度をさらに高めることにつながるが、準備するセル数やLPE処理工数などとの兼ね合いから、例えば配線間隔は複数の異なる固定値としたモデル式とするなど、精度とのトレードオフを考慮することが望ましい。   It should be noted that when obtaining the model formula, naturally, it is possible to further improve the accuracy by obtaining from the parasitic element information with respect to more fixed value shapes. However, in consideration of the number of cells to be prepared, the number of LPE processing steps, etc., for example, wiring It is desirable to consider the trade-off with accuracy, such as using a model formula with a plurality of different fixed values for the interval.

これにより、トランジスタやマクロセルブロックの配置制約を極力保ちながら、設計制約を考慮したレイアウト設計を行うことに加えて、ユニット長に従い規格化されたレイアウト配線パターンを構成することが可能となるため、配線の仕上がり形状におけるばらつきの抑制にも効果がある。   As a result, it is possible to configure a standardized layout wiring pattern according to the unit length in addition to performing layout design in consideration of design constraints while maintaining the arrangement constraints of transistors and macro cell blocks as much as possible. It is also effective in suppressing variations in the finished shape.

また、配線マクロセルライブラリE1′は配線形状パターンに折れ曲がりや分岐を考慮したL字形、T字形、十字形などを準備することから、あらかじめLPEによりその部分の寄生素子情報をより高精度に求めて格納しておくことができ、それら配線形状パターンを組み合わせた配線パターンの寄生素子情報を比較的容易に求めることが可能となる。   In addition, since the wiring macrocell library E1 'prepares L-shape, T-shape, cross shape, etc. considering bending and branching in the wiring shape pattern, the parasitic element information of that portion is obtained in advance by LPE with higher accuracy and stored. The parasitic element information of the wiring pattern obtained by combining these wiring shape patterns can be obtained relatively easily.

また、配線マクロセルライブラリE1はユニット長に満たない配線経路を補完することに用いられるため、準備する配線マクロセルを削減することが可能となる。   In addition, since the wiring macrocell library E1 is used to supplement a wiring path that is less than the unit length, the number of wiring macrocells to be prepared can be reduced.

<配置工程>
次に、配線マクロセルライブラリE1′の配線長が所定のユニット長に固定されていると同時に、そのユニット長によって格子状に設定されたグリッドに沿って、マクロブロックの対象ネットの配線接続点(端子)を配置する場合の配置処理について説明する。
<Arrangement process>
Next, the wiring length of the wiring macrocell library E1 ′ is fixed to a predetermined unit length, and at the same time, the wiring connection points (terminals) of the target net of the macroblock along the grid set by the unit length. ) Will be described.

前記配置処理S52,S61を用いた設計フローにおいて、配置処理S52,S61、配線経路探索処理53,S62をユニット長グリッドを考慮した配置処理、配線経路探索処理にそれぞれ置き換えて用いることを変更点とすることにより、図18に示すようにマクロブロック間を配線することが可能となる。   In the design flow using the placement processes S52 and S61, the replacement of the placement processes S52 and S61 and the wiring route search processing 53 and S62 with the placement processing and the wiring route search processing in consideration of the unit length grid is a change. By doing so, it is possible to wire between macroblocks as shown in FIG.

これにより、配線経路情報E8、接続端子距離情報(仮配線長)E13はユニット長グリッドを考慮したものとなるから、配線マクロセルライブラリE1′のみでユニット長に従い規格化されたレイアウト配線パターンを構成することが可能となるため、さらに配線の仕上がり形状におけるばらつき抑制の効果が増すとともに、配線マクロセルライブラリE1′のみで配線が完結できるので、配線マクロセルライブラリE1を削除することができる。   As a result, the wiring route information E8 and the connection terminal distance information (temporary wiring length) E13 take into account the unit length grid, so that only the wiring macrocell library E1 ′ forms a standardized layout wiring pattern according to the unit length. Therefore, the effect of suppressing variation in the finished shape of the wiring is further increased, and the wiring can be completed with only the wiring macrocell library E1 ′, so that the wiring macrocell library E1 can be deleted.

本発明の半導体集積回路の設計方法は、配線マクロセルを有していることから、回路設計段階の設計制約や回路シミュレーション結果を考慮したレイアウト設計が行えるため、設計の後戻りを抑制することが可能となり、特にエレクトロマイグレーションを考慮すべき半導体集積回路の設計において有用である。   Since the semiconductor integrated circuit design method of the present invention has a wiring macrocell, layout design can be performed in consideration of design constraints and circuit simulation results at the circuit design stage, and therefore, it is possible to suppress the backtracking of the design. In particular, it is useful in the design of a semiconductor integrated circuit in which electromigration should be considered.

本発明の実施の形態における半導体集積回路の設計方法の処理の手順を示すフローチャート7 is a flowchart showing a processing procedure of a method for designing a semiconductor integrated circuit in an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における回路設計工程の構成を示す図The figure which shows the structure of the circuit design process in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における回路図の例Example of a circuit diagram in an embodiment of the present invention 本発明の実施の形態における配線マクロセル(回路シンボル)を挿入した回路図の例Example of circuit diagram in which wiring macro cell (circuit symbol) is inserted in the embodiment of the present invention 本発明の実施の形態におけるレイアウト設計工程の構成を示す図The figure which shows the structure of the layout design process in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における本発明の実施の形態におけるEMを考慮した半導体集積回路の設計方法の処理の手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the procedure of the process of the design method of the semiconductor integrated circuit in consideration of EM in embodiment of this invention in embodiment of this invention 本発明の実施の形態におけるEMを考慮したレイアウト設計工程の処理の手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the procedure of the process of the layout design process in consideration of EM in embodiment of this invention 本発明の実施の形態におけるEMを考慮したレイアウト設計工程の別の処理の手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the procedure of another process of the layout design process in consideration of EM in embodiment of this invention 本発明の実施の形態におけるネットリストの例Example of netlist in the embodiment of the present invention 本発明の実施の形態におけるレイアウト設計工程の配置ステップの動作例説明図Explanatory drawing of the operation example of the arrangement | positioning step of the layout design process in embodiment of this invention 本発明の実施の形態におけるレイアウト設計工程の配線マクロセル(レイアウトパターン)選択ステップの動作例説明図Explanatory drawing of the operation example of the wiring macrocell (layout pattern) selection step of the layout design process in the embodiment of the present invention 本発明の実施の形態における第1配線層からなる配線マクロセル(レイアウトパターン)を組み合わせた配線パターンを用いたレイアウト結果例示図FIG. 6 is a layout result example diagram using a wiring pattern in which wiring macrocells (layout patterns) made of the first wiring layer in the embodiment of the present invention are combined. 本発明の実施の形態におけるレイアウト設計工程の配置ステップの動作例説明図(異なるネットの配線パターン有り)Explanatory drawing of the operation example of the arrangement step of the layout design process in the embodiment of the present invention (with different net wiring patterns) 本発明の実施の形態におけるレイアウト設計工程の配線マクロセル(レイアウトパターン)選択ステップの動作例説明図(異なるネットの配線パターン有り)Explanatory drawing of the operation example of the wiring macrocell (layout pattern) selection step in the layout design process in the embodiment of the present invention (with wiring patterns of different nets) 本発明の実施の形態における配線マクロセル(レイアウトパターン)を組み合わせた配線パターンを用いたレイアウト結果例示図(異なるネットの配線パターン有り)Example layout results using wiring patterns combining wiring macrocells (layout patterns) in the embodiment of the present invention (with wiring patterns of different nets) 本発明の実施の形態における配線経路を変更したレイアウト結果例示図(異なるネットの配線パターン有り)FIG. 6 is a layout result example diagram (with different net wiring patterns) in which the wiring route is changed in the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態におけるユニット長を持った配線マクロセル(レイアウトパターン)とユニット長を持たない配線マクロセル(レイアウトパターン)を組み合わせた配線パターンを用いたレイアウト結果例示図(異なるネットの配線パターン有り)Example layout results using a wiring pattern in which a wiring macrocell (layout pattern) having a unit length and a wiring macrocell (layout pattern) having no unit length are combined in the embodiment of the present invention (with wiring patterns of different nets) 本発明の実施の形態におけるユニット長を持った配線マクロセル(レイアウトパターン)のみを組み合わせた配線パターンを用いたレイアウト結果例示図(異なるネットの配線パターン有り)Example layout result using a wiring pattern in which only wiring macrocells (layout patterns) having unit lengths in the embodiment of the present invention are combined (with wiring patterns of different nets) 本発明の実施の形態における配線マクロセル(レイアウトパターン)の例示図Illustration of wiring macrocell (layout pattern) in an embodiment of the present invention 本発明の実施の形態における配線マクロセル(レイアウトパターン)の例示図Illustration of wiring macrocell (layout pattern) in an embodiment of the present invention 本発明の実施の形態における配線マクロセル(レイアウトパターン)の例示図Illustration of wiring macrocell (layout pattern) in an embodiment of the present invention 本発明の実施の形態における配線マクロセル(レイアウトパターン)の例示図Illustration of wiring macrocell (layout pattern) in an embodiment of the present invention 本発明の実施の形態における配線マクロセル(レイアウトパターン)の例示図Illustration of wiring macrocell (layout pattern) in an embodiment of the present invention 本発明の実施の形態における配線マクロセル(レイアウトパターン)の例示図Illustration of wiring macrocell (layout pattern) in an embodiment of the present invention 本発明の実施の形態における配線マクロセル(レイアウトパターン)の例示図Illustration of wiring macrocell (layout pattern) in an embodiment of the present invention 本発明の実施の形態における配線マクロセル(レイアウトパターン)の例示図Illustration of wiring macrocell (layout pattern) in an embodiment of the present invention 本発明の実施の形態における配線マクロセル(レイアウトパターン)の例示図Illustration of wiring macrocell (layout pattern) in an embodiment of the present invention 本発明の実施の形態における配線マクロセル(レイアウトパターン)を組み合わせた構成の例Example of configuration combining wiring macrocells (layout pattern) in the embodiment of the present invention 本発明の実施の形態におけるEMを考慮した配線マクロセル(レイアウトパターン)を組み合わせた配線形状パターンの例示図Illustration of wiring shape pattern combining wiring macrocell (layout pattern) considering EM in the embodiment of the present invention 本発明の実施の形態におけるEMを考慮したレイアウト結果例示図Exemplary layout results considering EM in the embodiment of the present invention 従来の技術における設計フローの手順を示すフローチャートFlow chart showing design flow procedure in the prior art

符号の説明Explanation of symbols

04 配線情報パラメータ
E1 配線マクロセルライブラリ
E2 プロセス情報
E2′ EM規格値を含んだプロセス情報
E21 デザインルール
E22 EM規格値
E3 設計制約
E4 ネットリスト(回路情報)
E5 回路シミュレーション結果
E5′ 電流情報を含んだ回路シミュレーション結果
E6 レイアウト結果
E6′ EMを考慮したレイアウト結果
E7 配置位置情報
E8 配線経路情報
E9 許容最小配線情報
E10 許容最小ビア数情報
E11 配線幅・ビア数・配線長情報
E12 配線パターン情報
E13 接続端子距離情報(仮配線長)
E14 仮配線幅情報
E15 仮配線長・仮配線幅情報
E16 仮配線結果
S10 回路設計工程
S11 回路図作成ステップ
S12 配線マクロセル(回路シンボル)挿入ステップ
S20 回路シミュレーション工程
S30 レイアウト設計工程
S31 配置ステップ
S32 配線マクロセル(レイアウトパターン)選択ステップ
S33 配線ステップ
S40 検証工程
S50 EMを考慮したレイアウト設計工程
S51 対象ネット判断処理
S52 配置処理
S53 配置経路探索処理
S54 配線処理
S55 EM許容最小配線幅・ビア数算出処理
S56 配線幅・ビア数・配線長決定処理
S57 配線マクロセル選択処理
S58 配置処理
S60 EM検証工程
S61 配置処理
S62 配置経路探索処理
S63 対象ネット判断処理
S64 配線処理
S65 仮配線幅算出処理
S66 EM許容最小配線幅・ビア数算出処理
S67 比較処理
S68 仮配線処理
S69 配線マクロセル選択処理
04 Wiring information parameter E1 Wiring macrocell library E2 Process information E2 'Process information including EM standard value E21 Design rule E22 EM standard value E3 Design constraint E4 Net list (circuit information)
E5 Circuit simulation result E5 'Circuit simulation result including current information E6 Layout result E6' Layout result in consideration of EM E7 Arrangement position information E8 Wiring path information E9 Allowable minimum wiring information E10 Allowable minimum via number information E11 Wiring width and number of vias・ Wiring length information E12 Wiring pattern information E13 Connection terminal distance information (temporary wiring length)
E14 Temporary Wiring Width Information E15 Temporary Wiring Length / Temporary Wiring Width Information E16 Temporary Wiring Result S10 Circuit Design Process S11 Circuit Diagram Creation Step S12 Wiring Macro Cell (Circuit Symbol) Insertion Step S20 Circuit Simulation Process S30 Layout Design Process S31 Arrangement Step S32 Wiring Macro Cell (Layout Pattern) Selection Step S33 Wiring Step S40 Verification Process S50 Layout Design Process Considering EM S51 Target Net Judgment Process S52 Placement Process S53 Placement Route Search Process S54 Wiring Process S55 EM Allowable Minimum Wiring Width / Via Number Calculation Process S56 Wiring Width Via number / wiring length determination processing S57 Wiring macro cell selection processing S58 Placement processing S60 EM verification process S61 Placement processing S62 Placement route search processing S63 Target net determination processing S64 Wiring processing S65 Temporary wiring width calculation processing S66 EM allowable minimum wiring width / via number calculation processing S67 Comparison processing S68 Temporary wiring processing S69 Wiring macrocell selection processing

Claims (10)

回路図作成ステップ、および回路設計用とレイアウト設計用とで関連する複数の配線情報パラメータを保持した配線マクロセル群を有する配線マクロセルライブラリより回路設計における対象ネットに配線マクロセルを挿入する配線マクロセル挿入ステップから構成される回路設計工程と、
前記回路設計工程によって得られるネットリストを用いて回路シミュレーションを行う回路シミュレーション工程と、
前記ネットリストと、前記回路シミュレーション工程によって得られる対象ネットの回路シミュレーション結果と、半導体集積回路上で起こり得る物理現象を考慮するための設計制約と、あらかじめ規定されているプロセス情報とを用いて半導体集積回路を構成する回路ブロックを配置する配置ステップ、前記配線マクロセルライブラリと前記回路シミュレーション結果と前記設計制約を入力としてレイアウト設計における対象ネットの配線マクロセルを選択する配線マクロセル選択ステップ、および半導体集積回路を構成する回路ブロックを配線する配線ステップから構成されるレイアウト設計工程とを含む半導体集積回路の設計方法。
From the wiring macrocell insertion step of inserting a wiring macrocell into a target net in circuit design from a wiring macrocell library having a wiring macrocell group holding a plurality of wiring information parameters related to circuit design and layout design. A circuit design process comprising:
A circuit simulation step of performing a circuit simulation using a netlist obtained by the circuit design step;
Semiconductor using the netlist, circuit simulation results of the target net obtained by the circuit simulation process, design constraints for taking into account physical phenomena that may occur on the semiconductor integrated circuit, and pre-defined process information An arrangement step for arranging circuit blocks constituting an integrated circuit, a wiring macrocell selection step for selecting a wiring macrocell of a target net in a layout design by using the wiring macrocell library, the circuit simulation result, and the design constraint as inputs; and a semiconductor integrated circuit, A method for designing a semiconductor integrated circuit, comprising: a layout design process comprising wiring steps for wiring circuit blocks to be configured.
前記回路シミュレーション結果が対象ネットの電流情報を含み、前記プロセス情報が配線・ビアのエレクトロマイグレーションに関する許容電流情報となるEM規格値を含んでおり、前記配置ステップ、前記配線マクロセルライブラリと前記電流情報と前記EM規格値を入力としてレイアウト設計における対象ネットの配線マクロセルを選択する配線マクロセル選択ステップ、および前記配線ステップを有している請求項1に記載の半導体集積回路の設計方法。   The circuit simulation result includes current information of a target net, and the process information includes an EM standard value that is allowable current information regarding wiring / via electromigration. The placement step, the wiring macrocell library, and the current information 2. The semiconductor integrated circuit design method according to claim 1, further comprising: a wiring macrocell selection step of selecting a wiring macrocell of a target net in a layout design using the EM standard value as an input, and the wiring step. 前記配置ステップで配置した回路ブロックの接続端子距離情報を配置制約とし、前記配置制約を満たしつつエレクトロマイグレーションを考慮した配線情報を得る請求項2に記載の半導体集積回路の設計方法。   3. The method for designing a semiconductor integrated circuit according to claim 2, wherein the connection terminal distance information of the circuit block arranged in the arrangement step is used as an arrangement constraint, and wiring information considering electromigration is obtained while satisfying the arrangement constraint. 前記配線マクロセルライブラリは、配線情報パラメータとして配線層、配線長、配線幅、配線間隔、ビア数、配線寄生抵抗、配線寄生容量、許容電流値、電流情報、接続情報、配線レイアウト形状のいずれか、またはそれらの組み合わせで構成される1以上の配線マクロセルを有している請求項1から請求項3までのいずれかに記載の半導体集積回路の設計方法。   The wiring macrocell library is one of wiring layer, wiring length, wiring width, wiring interval, number of vias, wiring parasitic resistance, wiring parasitic capacitance, allowable current value, current information, connection information, wiring layout shape as wiring information parameters. 4. The method for designing a semiconductor integrated circuit according to claim 1, further comprising one or more wiring macrocells configured by a combination thereof. 前記配線マクロセルライブラリは、配線長を所定の単位(ユニット)長さで固定し、配線幅は最小配線幅以上で複数の異なる固定幅または任意幅のいずれかで設定し、かつ単一配線層を用いた直線形、配線の折れ曲がり部分のL字形、配線の分岐部分のT字形、十字形のいずれか1以上の配線マクロセルを有している請求項4に記載の半導体集積回路の設計方法。   The wiring macrocell library fixes a wiring length in a predetermined unit (unit) length, sets the wiring width to a plurality of different fixed widths or arbitrary widths that are equal to or larger than the minimum wiring width, and sets a single wiring layer. 5. The method of designing a semiconductor integrated circuit according to claim 4, comprising one or more wiring macrocells of any one of a linear shape, an L shape of a bent portion of wiring, a T shape of a branch portion of wiring, and a cross shape. 前記配線マクロセルライブラリは、配線長を所定の単位(ユニット)長さで固定し、配線幅は最小配線幅以上で複数の異なる固定幅または任意幅のいずれかで設定し、かつ複数配線層およびそれらを接続する1以上のビアを用いた直線形、配線の折れ曲がり部分のL字形、配線の分岐部分のT字形、十字形のいずれか1以上の配線マクロセルを有している請求項4に記載の半導体集積回路の設計方法。   The wiring macrocell library fixes a wiring length by a predetermined unit (unit) length, and sets a wiring width by a plurality of different fixed widths or arbitrary widths that are equal to or larger than the minimum wiring width, and a plurality of wiring layers and those 5. The wiring macrocell according to claim 4, wherein the wiring macrocell has one or more wiring macrocells of any one of a straight line shape using one or more vias for connecting the wires, an L shape of a bent portion of the wiring, a T shape of a branching portion of the wiring, and a cross shape. A method for designing a semiconductor integrated circuit. さらに前記配線マクロセルライブラリは、配線長を所定の単位(ユニット)長さで固定し、配線幅は最小配線幅以上で複数の異なる固定幅または任意幅のいずれかで設定し、さらに配線間隔は最小配線間隔以上で複数の異なる固定間隔または任意間隔のいずれかで設定し、かつ複数の単一配線層を平行に配置し同一配線層で接続する、または複数配線層およびそれらを接続する1以上のビアを用いて接続した直線形、配線の折れ曲がり部分のL字形、配線の分岐部分のT字形、十字形のいずれか1以上の配線マクロセルを有している請求項4に記載の半導体集積回路の設計方法。   Furthermore, the wiring macrocell library fixes the wiring length in a predetermined unit (unit) length, sets the wiring width to a minimum wiring width or any of a plurality of different fixed widths or arbitrary widths, and further minimizes the wiring interval. More than one wiring interval is set at one of a plurality of different fixed intervals or arbitrary intervals, and a plurality of single wiring layers are arranged in parallel and connected by the same wiring layer, or a plurality of wiring layers and one or more connecting them 5. The semiconductor integrated circuit according to claim 4, further comprising one or more wiring macrocells of a straight line connected using vias, an L shape of a bent portion of wiring, a T shape of a branching portion of wiring, or a cross shape. Design method. 前記配線マクロセルライブラリは、請求項5と請求項6と請求項7の少なくともいずれか2つの組み合わせで構成される配線マクロセルを有している半導体集積回路の設計方法。   A method of designing a semiconductor integrated circuit, wherein the wiring macrocell library includes a wiring macrocell configured by a combination of at least any one of claims 5, 6, and 7. 前記配線マクロセルライブラリのうち、配線幅が最小配線幅以上で複数の異なる固定幅としている該配線マクロセルの配線寄生素子は、各々の該配線マクロセルに対してあらかじめLPE処理で抽出して得られる結果を該配線マクロセルのパラメータとして格納し、配線幅が最小配線幅以上で任意幅としている該配線マクロセルの配線寄生素子は、配線幅を最小配線幅以上で複数の異なる固定幅とした前記配線マクロセル各々に対するLPE処理の結果から、固定幅の間の配線寄生素子を補完するモデル式を求めて、該配線マクロセルのパラメータとして格納している請求項4に記載の半導体集積回路の設計方法。   In the wiring macrocell library, the wiring parasitic element of the wiring macrocell whose wiring width is equal to or larger than the minimum wiring width and has a plurality of different fixed widths is obtained by previously extracting each wiring macrocell by LPE processing. The wiring parasitic element of the wiring macrocell, which is stored as a parameter of the wiring macrocell and whose wiring width is equal to or larger than the minimum wiring width, corresponds to each of the wiring macrocells having a wiring width equal to or larger than the minimum wiring width and a plurality of different fixed widths. 5. The method of designing a semiconductor integrated circuit according to claim 4, wherein a model formula for complementing a wiring parasitic element having a fixed width is obtained from a result of the LPE process and stored as a parameter of the wiring macrocell. 前記配置ステップは、前記配線マクロセルの配線長として規定した単位(ユニット)長さによって格子状に設定されたグリッドに沿って回路ブロックにおける該ネットの配線接続端子を配置する請求項4に記載の半導体集積回路の設計方法。   5. The semiconductor according to claim 4, wherein in the arranging step, the wiring connection terminals of the net in the circuit block are arranged along a grid set in a lattice shape by a unit length defined as a wiring length of the wiring macrocell. Integrated circuit design method.
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