JP2009009284A - 回路設計情報表示装置及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】回路動作のシミュレーション結果に問題がある場合、その原因となっている配線の特定が容易となるように情報を提示できる回路設計情報表示装置を提供する。
【解決手段】回路設計情報表示装置１１は、回路のレイアウトデータ１より、同一の配線層内，又は異なる配線層間で隣接する２つの配線ノード間に属する寄生素子の情報を抽出し、それら２つの配線ノード並びに寄生容量素子の情報を含む寄生容量リスト１７を生成し、ディスプレイ１５に寄生容量リスト１７を表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回路のレイアウトデータに基づいて、回路設計に関する情報を表示する装置，及びその装置を制御するコンピュータによって実行されるプログラムに関する。

ＩＣやＬＳＩなどの半導体集積回路では、配線に潜在する寄生容量の影響によって回路が設計通りに動作しない場合がある。そのため、従来より、ＣＡＤ（Computer Aided Design）ツールの一種であるＬＰＥ（Layout Parasitic Extraction）ツールを使用して、回路のレイアウトデータから寄生容量の情報を含んだネットリストを作成し、回路動作をシミュレーション（論理シミュレーション）して事前に検証を行うことで、設計を支援するものがある。

図９は、従来の一般的な回路動作のシミュレーション手順を示すものである。半導体集積回路のレイアウト設計後のデータ１と回路図のＣＡＤデータより抽出されるネットリスト２とを、ＬＶＳ（Layout Versus Schematics）ツール３により比較検証する。レイアウトデータ１には、配線ノード間に付帯する寄生容量や寄生抵抗，或いは寄生インダクタンスの情報（寄生素子情報）も付与されている。

次に、ＬＰＥ（Layout Parasitic Extraction）ツール４により、寄生情報付きのネットリスト５を作成すると、そのネットリスト５に基づいてシミュレーション６を行う。図１０には、上記の処理行程に対応するイメージを示す。図１０（ａ）は、レイアウトデータのイメージであり、図１０（ｂ）は、（ａ）のレイアウトデータに対応する回路部分に、寄生素子情報（この場合、Ｒ，Ｃ成分のみ）を付加したネットリストのイメージである。但し、寄生素子の情報はシミュレーションのために付加されるものであるから、実際には図１０（ｂ）のように視覚化されることはない。

そして、図１０（ｃ）は、上記セットリストに基づいて回路動作（信号伝搬状態）をシミュレーションした場合のイメージである。すなわち、寄生素子の影響によって、入力信号ＩＮに対して、出力信号ＯＵＴの変化タイミングに遅延が発生していることが示されている。このような従来技術の一例は、例えば特許文献１などに開示されている。
特開２００４−７８４２８号公報

従来、上記のようにシミュレーションを行った結果、回路動作が不適切であることが判明した場合、回路のどの部分の配線が原因であるのかを特定するには、専ら経験に基づいて判断するしかなかった。回路規模が小さい場合は、原因個所の推測・特定が容易であったが、回路規模が大きくなると経験に頼るだけでは原因個所の特定が困難となり、非常に時間を要するという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路動作のシミュレーション結果に問題がある場合、その原因となっている配線の特定が容易となるように情報を提示できる回路設計情報表示装置，及びその装置を制御するコンピュータによって実行されるプログラムを提供することにある。

請求項１記載の回路設計情報表示装置によれば、情報リスト生成手段は、回路のレイアウトデータより、同一の配線層内，又は異なる配線層間で隣接する２つの配線ノード間に属する寄生素子の情報を抽出し、前記２つの配線ノード並びに前記寄生素子情報を含む寄生素子情報リストを生成し、表示手段に、その寄生素子情報リストが表示される。したがって、配線ノード間に潜在する寄生素子の情報が視覚化されるので、回路動作のシミュレーション結果に問題がある場合は、作業者が寄生素子情報リストを参照することで、問題の原因をより容易に特定できるようになる。

請求項２記載の回路設計情報表示装置によれば、表示制御手段は、寄生素子情報リストを、寄生素子の素子定数が大きいものから降順にソートして表示手段に表示させるので、問題の原因である可能性が高い配線部分を優先的に表示させて、問題の特定を一層容易にすることができる。

請求項３記載の回路設計情報表示装置によれば、ネットリスト生成手段は、レイアウトデータより隣接する２つの配線ノード間に属する寄生素子の情報を抽出して、その寄生素子情報を含む寄生情報付きネットリストを生成し、レイアウトデータ生成手段は、寄生情報付きネットリストより、同一の配線ノードについて異なる層に属する配線を分離した配線分離レイアウトデータを生成し、表示手段に配線分離レイアウトデータも表示させる。すなわち、１つの配線ノードでも、ビアホールなどを介して複数の層に亘るように配線がレイアウトされているものがある。そのような場合には、配線レイアウトを層毎に分けて表示することで、作業者はより実態的な配線状態について検討することができる。

請求項４記載の回路設計情報表示装置によれば、レイアウトデータ生成手段は、分離した配線毎に異なる名称を付与し、表示手段にその配線の名称も併せて表示させるので、分離された配線の区別をより明確に視認することができる。

請求項５記載の回路設計情報表示装置によれば、レイアウトデータ生成手段は、配線分離レイアウトデータにおける寄生素子情報を、分離した配線毎に関連付けるように生成し、表示手段に、寄生素子情報を分離した配線毎に表示させる。すなわち、実際の配線ノード間に潜在する寄生素子は、層毎に分離された配線のレイアウトに応じて異なるはずであるから、上記の形態で表示させることで、寄生素子の情報をより実態的に把握することができ、問題となっている個所をより詳細に特定できる。

請求項６記載の回路設計情報表示装置によれば、情報リスト生成手段は、配線分離レイアウトデータに基づいて、寄生素子情報を分離した配線毎に関連付けるように抽出し、寄生素子情報リストを生成する。斯様に構成すれば、寄生素子情報リストにおける寄生素子情報の表示も請求項５の表示形態に対応して行われるので、寄生素子情報リストを参照することによっても、寄生素子の情報をより実態的に把握することができる。

（第１実施例）
図１乃至図４は本発明の第１実施例を示すものであり、図９と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図３（ａ）には、回路設計情報表示装置１１の実態構成（パーソナルコンピュータ）を示す。回路設計情報表示装置１１は、パーソナルコンピュータの本体（情報リスト生成手段，表示制御手段，ネットリスト生成手段，レイアウトデータ生成手段）１２，操作・入力手段としてのキーボード１３並びにマウス１４，表示手段としてのディスプレイ１５を備えている。そして、本体１２の内部には、回路設計情報表示装置１１としての機能を実現するため図示しないＣＰＵによって実行されるコンピュータプログラム１６が、例えばハードデスクなどの記憶装置にインストールされている。

尚、回路設計情報表示装置１１としてのパーソナルコンピュータは、その他回路図設計用のＣＡＤツールや、レイアウト設計用のＣＡＤツールなども備えた回路設計支援装置として構成されるものでも良い。

図１は、図９相当図である。本実施例の回路設計情報表示装置１１は、寄生情報付きネットリスト５の作成並びにシミュレーション６までは、図９と同様に行う（尚、シミュレーション６については、回路設計情報表示装置とは独立のツールでも良い）。但し、寄生情報付きネットリスト５を作成する際に、配線ノード間の寄生素子情報より、ここでは特に寄生容量に関する情報を別個に抽出し、カップリング容量リスト１７を作成する。この容量リスト１７のデータフォーマットは、例えばＣＳＶ（Comma Separated Value）や、テキストファイル、バイナリファイルなどにする。

また、寄生情報付きネットリスト５から、同一配線ノードにおける配線毎に分離したレイアウトデータ（配線分離レイアウトデータ）１８を作成する。このデータ１８のフォーマットは、ＧＤＳ，ＤＸＦ，ガーバー等とする。尚、レイアウトデータの配線ノードを配線毎に分離するには、レイアウトデータの層（レイヤー）を利用して１つの配線ノードが属する層を１つだけに割り当て、配線ノードが重複しないようにする。そして、分離した配線毎に、ユニークなノード名を情報として付与する。

図２は、容量リスト１７をＣＳＶフォーマットのデータとして出力し、例えばＥｘｃｅｌ（登録商標）などの表計算ソフトにおいてマクロ機能を使用し、ディスプレイ（表示手段）に表示させた場合の一例を示す。Node1，Node2は、隣接する配線ノードの名称であり、容量値（Ｆ）は、それら２つの配線ノード間に属する寄生容量（素子定数）の値である。尚、ここで言う「隣接する」の意味は、同一の配線層内で隣接する場合と、異なる配線層間（上下層間）において隣接する場合とを含む。Layer1，Layer2は、各配線ノードが属している層の情報（ＧＤＳフォーマット）であり、座標１，座標２は、それぞれの配線ノードに属する、選択された１点の座標データである。尚、図２では、容量値が大きいものから降順にソートしたものが表示されている。

そして、図３は、レイアウトデータ１８に基づいて、隣接する２つの配線ノードをディスプレイ１５に表示させた場合のイメージを示す。図３（ａ）は、配線ノード（１）：Node1を、垂直的な配線構造を無視した１つのノードとして表示させている。但し、上述したように、レイアウトデータ１８は、１つの配線ノードを、配線層毎の配線に分離したデータも有しているので、図３（ｂ）に示すように、配線毎に分離した状態での表示も可能となっている。図３（ｂ）では、配線ノード（１）が、上層の配線ＬＵの両端に、ＶＩＡ（スルーホール）を介して下層の配線ＬＤ＿１，ＬＤ＿２が接続された一連の配線であることを示している。

作業者は、寄生情報付きネットリスト５に基づきシミュレーション６を行い、回路動作を確認する。その結果、動作に不具合があることが判明した場合は、回路設計情報表示装置１１により容量リスト１７をディスプレイ１５に表示させ、容量値を参照して問題の原因となっている可能性が高い配線ノードを特定する。そして、例えば図４に示すように、ネットリスト５では顕在化されていない寄生容量素子を、対応する容量値の実態がある素子としてインバータ１９，２０の間の配線に付加することで、問題がある配線経路のみを部分的にシミュレーションすることも可能となる。

以上のように本実施例によれば、回路設計情報表示装置１１は、回路のレイアウトデータ１より、同一の配線層内，又は異なる配線層間で隣接する２つの配線ノード間に属する寄生素子の情報を抽出し、それら２つの配線ノード並びに寄生容量素子の情報を含む寄生容量リスト１７を生成し、ディスプレイ１５に、その寄生容量リスト１７を表示するようにした。したがって、配線ノード間に潜在する寄生容量の情報が視覚化されるので、回路動作のシミュレーション結果に問題がある場合に、作業者が寄生容量リスト１７を参照することで、問題の原因をより容易に特定できるようになる。

その場合、回路設計情報表示装置１１は、寄生容量リスト１７を、寄生容量値が大きいものから降順にソートしてディスプレイ１５に表示させるので、問題の原因である可能性が高い配線部分を優先的に表示させて、問題の特定を一層容易にすることができる。また、回路設計情報表示装置１１は、寄生情報付きネットリスト５より、同一の配線ノードについて異なる層に属する配線を分離した配線分離レイアウトデータ１８を生成し、ディスプレイ１５にそのレイアウトデータ１８も表示させるので、作業者はより実態的な配線状態について検討することができる。

（第２実施例）
図５乃至図７は本発明の第２実施例を示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第１実施例では、図３（ｂ）に示すように、１つの配線ノードを構成する配線、配線層毎に分離して表示したが、第２実施例では、その表示を、図５に示すように配線層の上下方向について行う。

図５では、配線ノード（１）が上層の配線２ＡＬと、ＶＩＡを介して接続される下層の配線１ＡＬ（１）とからなり、配線ノード（１）に隣接する配線ノード（２）は、下層の配線１ＡＬ（２）のみであることを示している。そして、配線ノード（１），（２）間の寄生容量は、配線１ＡＬ（１）−１ＡＬ（２）間の容量値Ｃ１と、上層の配線２ＡＬ−下層の配線１ＡＬ（２）間の容量値Ｃ２とに分けられて表示されている。また、「２ＡＬ」，「１ＡＬ」は配線毎に付された名称であり、配線名称も併せて表示される。すなわち、配線分離レイアウトデータ１８において、１つの配線ノードについて分離された配線と、他方の配線ノードとの寄生容量値が夫々分けられた状態で情報化されている。

また、図６は、図５のレイアウト表示形態に対応したカップリング容量リスト２１の表示形態である。斯様な容量リスト２１の作成は、図７に示す回路設計情報表示装置２２によって行われる。すなわち、容量リスト２１は、ＬＰＥ４の結果と、配線分離レイアウトデータ１８とから、容量情報抽出部（情報リスト生成手段）２３によって作成される。

尚、図６は、図５に示すものと同一の配線ノードに対応するものではない。例えばリスト左端の「Ｎｏ．」における１−１，１−２，１−３は、Ｎｏ．１の配線ノードVB＿SCDの分離配線を示し、それぞれ配線名として1#VB＿SCD，2#VB＿SCD，3#VB＿SCDが付されている。また、先頭の数字は各配線が属する層を示す。そして、対応する容量値は、各配線とNode2のGND＿Aとの間の容量値を示している。すなわち、配線ノードVB＿SCD，GND＿Aとの間の容量値はトータルで１９．８ｐＦであり、その内訳が
1#VB＿SCD，GND＿A → １０ｐＦ
2#VB＿SCD，GND＿A → ９ｐＦ
3#VB＿SCD，GND＿A → ０．８ｐＦ
となっている。

以上のように第２実施例によれば、回路設計情報表示装置２２は、１つの配線ノードについて分離した配線毎に異なる名称を付与し、ディスプレイ１５にその配線の名称も併せて表示させるので、分離された配線の区別をより明確に視認することができる。また、配線ノード間の寄生容量値も分離した配線毎に関連付けるように生成して表示させるので、作業者は、層毎に分離された配線のレイアウトに応じて異なる寄生容量値を、より実態的に把握して問題の原因となっている個所をより詳細に特定できる。

更に、回路設計情報表示装置２２は、容量リスト２１についても、分離した配線毎に容量値を付すように生成するので、作業者は、容量リスト２１を参照することによっても、寄生素子の情報を実態的に把握できる。

（第３実施例）
図８は本発明の第３実施例を示すものである。第３実施例は、半導体集積回路がＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板構造やトレンチ分離構造を採用して構成される場合に対応して、図８（ａ）に示すように、基板の層間や、基板層と配線間の寄生容量、また、図８（ｂ）に示すように、基板−絶縁膜−基板間の寄生容量も表示させる場合を示す。

図８（ａ）では、シリコン基板２４ａ，２４ｂ間に、材料にＳｉＯ₂を用いた絶縁膜層２５が配置されている場合、シリコン基板２４ａ，２４ｂ間の寄生容量値Ｃ３と、シリコン基板２４ｂとその上層に配置される配線２６との間の寄生容量値Ｃ４とを表示している。また、図８（ｂ）では、シリコン基板２７にトレンチ２８，２９が形成され、その内部に絶縁膜３０，３１が充填されている場合に、基板２７ａ，２７ｂ間の寄生容量値Ｃ５，基板２７ｂ，２７ｃ間の寄生容量値Ｃ６を表示している。

尚、図８のような表示は、基板構造について、材料の誘電率や、基板層の厚さ、トレンチの幅サイズなどの基本的なデータがあれば、それらを抽出して寄生容量値を算出できるから、その算出結果に基づいて行えば良い。
以上のように構成される第３実施例によれば、回路の半導体レベルの構造についても寄生容量値を表示することができる。

本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
ＬＶＳ３は、必要に応じて実行すれば良い。
容量リストの表示順は、必ずしも容量値が大きいものから降順で表示する必要はない。
また、寄生素子情報は、寄生容量のみに限ることなく、寄生抵抗，寄生インダクタンスを合わせて表示しても良いし、必要に応じてそれらを適宜組み合わせたり、何れか１つだけを表示しても良い。
第２実施例において、分離配線レイアウトと、容量リスト２１との何れか一方だけを表示させても良い。
半導体集積回路の設計に限ることなく、ディスクリート素子を用いた回路の設計やシミュレーションに適用しても良い。

本発明の第１実施例であり、回路設計情報表示装置の機能及び処理手順を示す図 容量リストをディスプレイに表示させた場合の一例を示す図 （ａ）は回路設計情報表示装置の実態構成とディスプレイにおける表示態様の一例を示す図、（ｂ）は前記表示形態の他の例を示す図 寄生素子を実体化させてシミュレーションを行う場合を示す図 本発明の第２実施例を示す図３（ｂ）相当図 図２相当図 図１相当図 本発明の第３実施例であり、（ａ）はＳＯＩ基板構造について、（ｂ）はトレンチ分離構造について寄生容量を表示した状態を示す図 従来の一般的な、回路動作のシミュレーション手順を示す図 図９の処理行程に対応するイメージを示す図

符号の説明

図面中、１はレイアウトデータ、１１は回路設計情報表示装置、１２はパソコン本体（情報リスト生成手段，表示制御手段，ネットリスト生成手段，レイアウトデータ生成手段）、１５はディスプレイ（表示手段）、１６はコンピュータプログラム、１７はカップリング容量リスト、１８は配線分離レイアウトデータ、２１はカップリング容量リスト、２２は回路設計情報表示装置、２３は容量情報抽出部（情報リスト生成手段）を示す。

Claims (12)

1. 回路のレイアウトデータより、同一の配線層内又は異なる配線層間において隣接する２つの配線ノード間に属する寄生素子の情報を抽出し、前記２つの配線ノード並びに前記寄生素子情報を含む寄生素子情報リストを生成する情報リスト生成手段と、
   前記寄生素子情報リストを表示する表示手段とを備えることを特徴とする回路設計情報表示装置。
2. 前記寄生素子情報リストを、前記寄生素子の素子定数が大きいものから降順にソートして前記表示手段に表示させる表示制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の回路設計情報表示装置。
3. 前記レイアウトデータより、隣接する２つの配線ノード間に属する寄生素子の情報を抽出し、前記寄生素子情報を含む寄生情報付きネットリストを生成するネットリスト生成手段と、
   前記寄生情報付きネットリストより、同一の配線ノードについて異なる層に属する配線を分離した配線分離レイアウトデータを生成するレイアウトデータ生成手段とを備え、
   前記表示手段に、前記配線分離レイアウトデータも表示させることを特徴とする請求項１又は２記載の回路設計情報表示装置。
4. 前記レイアウトデータ生成手段は、分離した配線毎に異なる名称を付与し、
   前記表示手段に、前記配線の名称も併せて表示させることを特徴とする請求項３記載の回路設計情報表示装置。
5. 前記レイアウトデータ生成手段は、前記寄生素子情報を、分離した配線毎に関連付けるように生成し、
   前記表示手段に、前記寄生素子情報を、分離した配線毎に表示させることを特徴とする請求項４記載の回路設計情報表示装置。
6. 前記情報リスト生成手段は、前記配線分離レイアウトデータに基づいて、前記寄生素子情報を分離した配線毎に関連付けるように抽出し、前記寄生素子情報リストを生成することを特徴とする請求項３乃至５の何れかに記載の回路設計情報表示装置。
7. 回路のレイアウトデータより、前記回路の設計に関する情報を抽出して表示手段に表示させる回路設計情報表示装置を制御するコンピュータにより実行されるプログラムにおいて、
   回路のレイアウトデータより、同一の配線層内又は異なる配線層間において隣接する２つの配線ノード間に属する寄生素子の情報を抽出させ、前記２つの配線ノード並びに前記寄生素子情報を含む寄生素子情報リストを生成させ、
   前記寄生素子情報リストを前記表示手段に表示させることを特徴とするコンピュータプログラム。
8. 前記寄生素子情報リストを、前記寄生素子の素子定数が大きいものから降順にソートさせて前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項７記載のコンピュータプログラム。
9. 前記レイアウトデータより、隣接する２つの配線ノード間に属する寄生素子の情報を抽出させ、前記寄生素子情報を含む寄生情報付きネットリストを生成させ、
   前記寄生情報付きネットリストより、同一の配線ノードについて異なる層に属する配線を分離した配線分離レイアウトデータを生成させ、
   前記表示手段に、前記配線分離レイアウトデータも表示させることを特徴とする請求項７又は８記載のコンピュータプログラム。
10. 前記配線分離レイアウトデータにおいて、分離させた配線毎に異なる名称を付与させ、
    前記表示手段に、前記配線の名称も併せて表示させることを特徴とする請求項９記載のコンピュータプログラム。
11. 前記寄生素子情報を、分離した配線毎に関連付けるように生成させ、
    前記表示手段に、前記寄生素子情報を、分離した配線毎に表示させることを特徴とする請求項１０記載のコンピュータプログラム。
12. 前記配線分離レイアウトデータに基づいて、前記寄生素子情報を分離させた配線毎に関連付けるように抽出させ、前記寄生素子情報リストを生成させることを特徴とする請求項８乃至１１の何れかに記載のコンピュータプログラム。

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