JP2535627B2 - Ｉｃ内配線方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、IC上で端子間の導線を効率よく配線する方
法に関する。

従来の技術 IC上の素子やブロックの端子の間を縦横の導線で接続
する際、従来は各導線を縦の線分と横の線分とに分け、
縦を第１層、横を第２層というように単純に割り振って
いた。

発明が解決しようとする課題 配線を配置する２層の物理的差異により各層の配線の
抵抗値が異なる等の要因により、ある特定の層にできる
だけ多くの配線を乗せる方が望ましいことがある（この
層を優先層と言う）。上記従来の方法では配線の際にそ
のような配慮がなされていないため、上記の通り機械的
に割り振った後、手作業で細かな修正を行っていた。こ
れは既に確定している他の配線との干渉を考慮しなけれ
ばならないため、非常に複雑であり、時間のかかる作業
となっていた。また、第11図に示すように、他の導線と
交わらない１本の導線であっても、縦横に折れ曲がって
いる場合には２層に振り分けられるという非効率的な結
果も生じる。この場合には、両層の導線間を導通させる
ためのコンタクト点 による抵抗が無駄に付加されるという問題もある。

本発明はこのような問題を解決し、所定の優先層にで
きるだけ多くの導線を配設することのできる効率的な配
線方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明では、IC内の端子間
を接続する、複数の縦横の線分から構成される導線を２
層に割り振って配線する方法において、以下の各ステッ
プを含むことを特徴とする（第１図）。

（イ）複数の導線が互いに交わる点をすべて拾い出す。

（ロ）上記各交点の周辺に、層間コンタクト点を設け
る。

（ハ）各導線を上記コンタクト点で区切って素線に分割
し、互いに交わる縦横の素線をまとめてグループを形成
する。

（ニ）各グループ内で、縦の素線を一方の層に、横の素
線を他方の層に割り振る。

（ホ）グループ間及びグループ内素線といずれのグルー
プにも属さない素線での各層の連続性を調整する。

作 用 IC内の各端子間を接続する導線の平面的位置が確定し
た後、ステップ（イ）で各導線の交点を全てピックアッ
プする。そして、ステップ（ロ）で、各交点の周辺に、
２層の間を電気的に接続する層間コンタクト点を配置
し、互いに短絡する導線を交点の周辺で上下２層に割り
振るための準備をする。ステップ（ハ）では、互いに交
わる素線（コンタクト点により区切られた導線）をまと
めて１グループとし、ステップ（ニ）で、各グループ内
の縦横の素線を２層に割り振る。ここで、優先層と非優
先層を配慮した割り振りが可能である。そして、最後に
ステップ（ホ）で、グループ間の配線の層に関する連続
性、あるいはグループ内素線といずれのグループにも属
さない素線での層に関する連続性を調整する。

実施例 第３図に示すような配線パターンが既に与えられてい
るとして、本発明を適用して優先層と非優先層に配線を
割り振る手順を説明する。なお、手順の説明の前に、以
下の説明で用いる用語の定義をしておく。

パス：端子と端子を接続する１本の導線。縦又は横の１
本の線分だけの場合もあり、縦横の線分により構成され
る場合もある。

d:配線ピッチ 第１層：端子の存在する層。導線は必ずこの第１層から
ブロック（又は素子）を出る。

第２層：他方の層。

優先層：層の物理的特性上の理由等により、導線をでき
るだけ多く配置したい方の層。第１層又は第２層のいず
れかに該当する。

非優先層：他方の層。

カットパス（素線）：コンタクト候補点（後述）により
切られたパルの各部分。

最短長:1本のパスがＡ層−Ｂ層−Ａ層と転移するときの
Ｂ層の最短の長さ。これ以下の長さで層間の転移を行う
と、コンタクトによる抵抗の増大等で非効率的となるた
め、カットパスがこの最短長以下になった場合には、そ
のパスは他方の層に変更される。以下の例では、最短長
は３×ｄとする。

以下に、第２図のフローチャートを参照しつつ、配線
割り振り手順を箇条書にして説明する。

ａ）各パスを縦横の線分に分割する。

ｂ）縦横の線分の交点及び各パスの両端点全てにフラグ
F1を立てる。ただし、線分の端と線分との接点及び線分
の端同士の接点は除く。

ｃ）フラグF1の上下左右の距離ｄだけ離れた４地点にフ
ラグF2を立てる。これがコンタクト点の候補となる地点
である。

以上までの段階を第３図に示す。×印がフラグF1の立
った地点であり、○印がフラグF2の立った地点である。

ｄ）フラグF2の地点のうち、その周囲ｄ未満の距離にフ
ラグF1が立っている場合、その地点のフラグF2を取り消
す。交点（フラグF1地点）のすぐ近く（距離ｄ未満）に
コンタクトを設けることはレイアウト上困難だからであ
る。

ｅ）残ったフラグF2の地点で各パスを切り、そのパスを
複数のカットパスに分割する。

以上までの段階を第４図に示す。

ｆ）重なり合うカットパス全てで１つのグループを形成
する。また、端点を含むカットパスも１つのグループと
する。第４図では、左側にグループ41及び42が形成さ
れ、右側ではグループ43及び44が形成される。

ｇ）グループ間の距離（１つのグループの境界と他のグ
ループの境界の最短距離）がｄに満たない場合、両グル
ープは１つのグループにまとめる。また、グループの境
界に隣接するｄよりも短いカットパスもそのグループに
編入する。後述するように、グループの境界でコンタク
トを千鳥配置にしなければならないことから、隣接グル
ープのコンタクト同士の干渉を防止するためである。例
えば、第４図では、グループ41と42は１つにまとめら
れ、グループ43と44も１つにまとめられて、第５図のよ
うに、グループ51及び52となる。

ｈ）同一グループ内で連続した同方向の（縦に連続した
又は横に連続した）カットパスは１つにまとめる。例え
ば、第４図におけるカットパス45とカットパス46とは１
つにまとめられ、第５図のカットパス53となる。

ｉ）端点を含むカットパスを第１層に割り振る。

ｊ）ステップｉ）で割り振ったカットパス（カットパス
CPAとする）のうち、グループに属するものがあれば、
そのグループ内のカットパスCPAと同一方向（例えば
縦）のカットパスは全て第１層に割り振り、それと別の
方向（例えば横）のカットパスは全て第２層に割り振
る。

但し、ステップｉ）,j）で、同一グループ内の２以上
のカットパスが端点を含む場合、一方の方向のカットパ
スを第１層に割り振り、他方の方向のカットパスを第２
層に割り振る。

ｋ）以上のステップで未だ各層に割り振られていないカ
ットパスを含むグループ（グループ内のカットパスがい
ずれも端点を含まない場合）全てについて、所定の方向
（例えば、チップに所定の方向性がある場合）を優先層
に割り振り、他方の方向を非優先層に割り振る。

以上までの段階を第６図に示す。第６図では、ステッ
プｋ）により、グループ51と52の内部で、優先方向であ
る縦方向のカットパス（太実線）が優先層に割り振ら
れ、横方向のカットパス（太点線）は非優先層に割り振
られる。

ｌ）いずれのグループにも属さないカットパスのうち、
最短長よりも長いカットパスを全て優先層に割り振る。
最短長（3d）以下のカットパスは、その両端に隣接する
（グループ内の）カットパスが同一の層に割り振られて
いれば、その層に割り振る。両隣接カットパスが別の層
に割り振られていれば、優先層の方に割り振る。

ｍ）層が切り替われコンタクト候補点（フラグF2地点）
にコンタクトを配置する。

以上までの段階を第７図に示す。

がコンタクト配置点である。ステップ１）により、第６
図の両グループ51,52間の横方向配線61はいずれも第７
図に示すように非優先層側に変更され、過度に頻繁な層
間転移を避けている。

ｎ）各コンタクト地点について、周囲ｄ以内に他のコン
タクトCPBがあれば、そのコンタクトCPBをフラグF1地点
（すなわち、縦横カットパスの交点）から逃げる方向に
ずらす。

ｏ）同一層のカットパスがコンタクトを挟んで連続する
場合には、そのコンタクトを廃止する。

以上で本実施例の配線割り振りが終了する。その結
果、第８図に示すように、非優先層（太点線）への配線
の割り振りは最小限に抑えられているとともに、また、
無駄な層間転移も抑えられており、配線抵抗をできるだ
け小さくするように配慮されている。

第９図は別の配線パターンを従来の単純縦横割り振り
により２層に割り振った結果を示すものであり、第10図
は同パターンを本発明に係る方法により割り振った結果
を示すものである。一見して明かな通り、優先方向へ割
り振られた配線の長さは、本発明に係る方法による方が
圧倒的に長く、抵抗値の減少等に非常に有利な結果をも
たらす。

本発明の配線方法を他の配線パターンに適用した例に
ついて、第12図〜第27図を参照して説明する。第12図は
対象とする配線パターンであり、これを第２図のフロー
チャートに従って処理する。第13図〜第26図はステップ
ａ）〜ステップｎ）の処理をそれぞれ施した状態を示し
たものである。この例では、第１層を優先層とする。

第12図において、波線は図外の別のブロックにパスが
続いていることを表す。縦方向および横方向のパスの最
小間隔はｄであり、最短長はｄ×４とする。縦横のパス
が十文字に交差している点は、縦方向と横方向のパスが
接続されるべきではない点を表しており、どちらか一方
のパスを第１層に、他方のパスを第２層に割り振る地点
である。縦横のパスが“T"字に交差している点は、縦方
向のパスと横方向のパスを接続すべき点を表している。
３つの端子の電位を同じに設定するときにこのような接
続を行う。

まず、ステップａ）で、各パスを縦横の線分に分割す
る（第13図）。ここでは、縦線分を点線で、横線分を実
線で表している。

ステップｂ）で、線分の交点及び各パスの両端点にフ
ラグF1（×印）を立てる（第14図）。このとき、点Ａは
横線分の端と縦線分との接点であるのでフラグを立てな
い。また、点Ｂは縦線分と横線分の端同士の接点である
のでフラグを立てない。点Ｃはパスの両端点の一方であ
るのでフラグを立てる。

ステップｃ）で、フラグF1の上下左右の距離ｄの地点
にはフラグF2（○印）を立てる（第15図）。×印と○印
が両方記されている点は、フラグF1とフラグF2が重なっ
た点である。

ステップｄ）で、周囲ｄ未満の距離にフラグF1が存在
するフラグF2を取り消す（第16図）。第15図で×印と○
印が両方記されていた点は、フラグF1とフラグF2の距離
がｄ未満であるため、フラグF2は取り消されている。

ステップｅ）で、フラグF2地点で各パスを切って分割
し、各パスを複数のカットパスとする（第17図）。例え
ば、パスＰは区間１〜区間７の７本のカットパスとな
る。パスＱは途中にフラグF2が存在しないため、１区間
のカットパスとして残る。

ステップｆ）で、重なり合うカットパス全てで１つの
グループを形成する（第18図）。このとき、同一グルー
プに含まれる各カットパスは、そのグループに属する少
なくとも１つのカットパスと重なり、同一グループに属
さないカットパス同士は互いに重ならないようにして、
グループを形成する。これにより、それぞれ点線で囲ま
れたg1〜g10のグループが形成される。

また、パスの端点を含むカットパスも１つのグループ
とする。これにより、太線で示したg11〜g15のグループ
が形成される。これらのグループは１本のカットパスの
みから構成される。

なお、第18図で、縦方向の線分を実線に戻したのは、
グループを囲む点線との区別を明瞭にするための単なる
表記上の理由によるものであり、ステップｆ）の処理に
関わるものではない。

ステップｇ）で、距離ｄが満たないグループをまとめ
て１つのグループにする（第19図）。第18図のg2とg3は
まとめられてグループG2となる。同様にg6、g7、g8、g
9、g12、g13はまとめられてグループG5となり、g14とg1
5はまとめられてG9となる。この結果、g1〜g15の15グル
ープがG1〜G9の９グループとなる。

ステップｈ）で、グループ内で連続する同方向のカッ
トパスをまとめる（第20図）。例えば、パスＰの区間４
と区間５はグループG4内で連続しており、まとめられて
区間４′となる。

ステップｉ）で、パスの端点を含むカットパスをブロ
ックの端子が存在する第１層に割り振る（第21図）。太
線で示した４本のカットパスが第１層に割り振られる。
なお、この図における太線は第18図の太線とは意味が異
なるものである。

ステップｊ）で、ステップｉ）において割り振られた
カットパスを含むグループについて、割り振られたカッ
トパスと同じ方向のカットパスを第１層に、別の方向の
カットパスを第２層に割り振る（第22図）。但し、同一
グループ内で既に割り振ったカットパスが異なる方向を
向いている場合、一方向のカットパスを第１層に他方向
のカットパスを第２層に割り振る。図では第１層に割り
振られたカットパスが太実線で、第２層に割り振られた
カットパスが太点線で表されている。カットパスＣは、
第21図では第１層に割り振られていたが、但し書きの処
理により第２層に変更されたものである。

ステップｋ）で、未だ割り振られていないカットパス
を含むグループについて、所定の方向のカットパスを優
先層に、他の方向のカットパスを非優先層に割り振る
（第23図）。ここでは、横方向を所定方向とし、優先層
は第１層であるから、横方向のカットパスが第１層に、
縦方向のカットパスが第２層に割り振られている。

ステップｌ）で、いずれのグループにも属さないカッ
トパスの処理を行う（第24図）。このとき、最短長（ｄ
×４）よりも長いカットパスは全て優先層に割り振る。
最短長以下のカットパスは、その両端に接続するカット
パスが同一の層に割り振られているときにはその層に割
り振り、両端に接続するカットパスが異なる層に割り振
られているときには優先層に割り振る。図においては、
カットパスC1〜C5が最短長以下の長さとなっている。

カットパスC1とC2は、第23図に示したように、接続す
るカットパスがともに第１層に割り振られているため、
第１層に割り振られる。カットパスC4とC5は、接続する
カットパスがともに第２層に割り振られているため、第
２層に割り振られる。カットパスC3は、接続するカット
パスが第１層と第２層に割り振られているため、優先層
すなわち第１層に割り振られる。

ステップｍ）で、層が切り替わる地点にコンタクト
（四角で囲んだ×印）を配置する（第25図）。ここで、
コンタクトはフラグF2地点に配置するが、ステップｄ）
の処理で残った第17図のフラグF2地点全てに配置される
のではなく、そのうち第１層と第２層の切り換え地点に
のみ配置される。

ステップｎ）で、各コンタクト地点について、そのコ
ンタクトからの距離がｄ以下の他のコンタクト（CPBと
いう）があれば、そのコンタクトCPBも最も近いフラグF
1から逃げる方向にずらす（第26図）。図において、矢
印を付したコンタクトがCPBであり、フラグF1から遠ざ
かる方向にずらされている。矢印Ｍのコンタクトは、下
方にずらされて、他のコンタクトと同一地点に重なった
ものである。このコンタクト地点からずらす前の元の地
点までは、第１層と第２層に配線がなされて、平行な上
下２つの配線が存在することになる。

ステップｏ）の処理の対象となるコンタクトは、この
例には存在しない。ステップｍ）におけるずらし処理に
よりコンタクトが重なって、コンタクトが不要になった
場合に、そのコンタクトを消去するためのものである。
上述した第26図の矢印Ｍのコンタクトにおいて、もし第
２層の配線が無いのであれば、そのコンタクトはステッ
プｏ）の処理により消去される。

以上の処理により、最終的に第27図の配線パターンが
得られる。

第28図は第12図の配線パターンを、従来の単純縦横割
り振りにより２層に割り振った結果を示すものである。
ここでは横方向を第１層としている。コンタクトが隣接
する部分やブロックからの出口部分等、矢印を付した辺
りに手作業による修正が必要になる。

第27図と第28図の比較から明らかなように、本発明の
配線方法では、優先層に割り振らる配線が長くなるた
め、IC内の配線抵抗を小さくすることが可能になってい
る。

発明の効果 以上説明した通り、本発明によれば、いずれか一方の
層（優先層）にできる限り多くの導線を配設することが
できる。また、他の導線と交差しない１本の導線は２層
に割り振られることなく、１層の中で連続的に配設され
るため、コンタクトによる抵抗の増大が防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はクレーム対応図、第２図は本発明の第１実施例
で行われる処理のフローチャート、第３図〜第８図は第
１実施例の配線割り振りの各段階における配線パターン
の様子を示す説明図、第９図は別の配線パターンを従来
の方法で２層に割り振った場合の配線図、第10図はその
配線パターンを本発明に係る方法で割り振った場合の配
線図、第11図は従来の配線法の１つの欠点を示すための
説明図であり、第12図は第１実施例の配線割り振りを適
用する他の配線パターンを示す図、第13図〜第27図はそ
の配線割り振りの各段階の処理結果を示す説明図、第28
図はその配線パターンを従来の方法によって割り振りし
た結果を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本多 浩 京都府京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム株式会社内 (72)発明者 谷本 睦美 京都府京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム株式会社内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】IC内の端子間を接続する、複数の縦横の線
   分から構成される導線を２層に割り振って配線する方法
   において、以下の各ステップを含むことを特徴とするIC
   内配線方法。 （イ）複数の導線が互いに交わる点をすべて拾い出す。 （ロ）上記各交点の周辺に、層間コンタクト点を設け
   る。 （ハ）各導線を上記コンタクト点で区切って素線に分割
   し、互いに交わる縦横の素線をまとめてグループを形成
   する。 （ニ）各グループ内で、縦の素線を一方の層に、横の素
   線を他方の層に割り振る。 （ホ）グループ間及びグループ内素線といずれのグルー
   プにも属さない素線での各層の連続性を調整する。