JP2695234B2 - 半導体装置の配線方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ 半導体装置の配線方法に係り、詳しくはチャネル領域
における各ネットの配線経路をチャネルラウター法にて
決定する配線方法に関し、 簡単な方法により効率良く、かつ結線率を落とすこと
なく、チャネル領域に配線されるネットの配線長を短く
して配線容量を小さくすることができる半導体装置の配
線方法を提供することを目的とし、 セル列間に形成された配線領域に設定した多数の配線
トラックを少なくとも一方のセル列に近い第１配線トラ
ック群と他方のセル列に近い第２配線トラック群とに区
分するとともに、その配線領域に配線される各ネット毎
にネットの端点数が上記一方のセル列側と上記他方のセ
ル列側とのどちらが多いかを求め、ネットの端点数が上
記一方のセル列側に多い第１ネット群とネットの端点数
が上記他方のセル列側に多い第２ネット群とに各ネット
を区分し、第１ネット群の各ネットの幹線は前記第１配
線トラック群から決定し、第２ネット群の各ネットの幹
線は前記第２配線トラック群から決定するようにした。

加えて、各配線トラック上に幹線を決定する際、セル
列に近い配線トラックから順に決定し、その配線トラッ
クに決定される幹線のネットの配線長を求めるととも
に、その配線トラック上で配線可能なネットの組合わせ
を求め、その組合わせにおける上記各配線長の合計が最
も大きい組合わせの各ネットを選ぶようにした。

［産業上の利用分野］ 本発明は半導体装置の配線方法に係り、詳しくはチャ
ネル領域における各ネットの配線経路をチャネルラウタ
ー法にて決定する配線方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来、ゲートアレー等の半導体装置において、その半
導体装置の各セル列間に形成されたチャネル領域に各ネ
ットの配線経路を設計する場合CAD等の設計ツールを使
用して行なわれている。そして、CAD等の設計ツールを
用いて各ネットの配線経路を決定するための手法として
チャネルラウター法が広く採用されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このチャネルラウター法はチャネル領
域に設定した配線トラックの使用率（混雑度）に関係な
く、各配線トラックの占有率だけを優先している。即
ち、第３図に示すように、互いに隣接するセル列1,2間
に形成されたチャネル領域３に端点A,B,C,Dを結ぶネッ
トα、端点E,F,G,Hを結ぶネットβ、及び端点I,Jを結ぶ
ネットγの配線経路を決定する場合には、チャネルラウ
ター法ではチャネル領域３の各配線トラックａ〜ｍのい
ずれか一方のセル列（この場合、セル列１とする）を基
準として、そのセル列１に最も近い配線トラックａから
順に配線可能なネットα，β，γの幹線（セル列と平行
な配線部分）の候補を挙げる。そして、配線トラックａ
において候補に挙げられた各ネットα〜γのコスト付け
を行なう。このコスト付けは各ネットα〜γの幹線の長
さで行なう。

次に、配線トラックａにおいて挙げられた全てのネッ
トのうち、幹線を配線トラックａ上に配線可能なネット
の組合わせを求める。この場合、配線トラックａに対し
てネットα，βの組合わせとネットβ，γの組合わせと
が求まる。続いて、配線トラックａにおける各組合わせ
の幹線のトータルコストを求める。

そして、配線トラックａにおいてトータルコストの最
も高い組合わせの各ネット（この場合、ネットα，β）
を求め、配線トラックａにネットα，βの幹線が引か
れ、ネットα，βの配線が決定される。

以後、セル列１側から順次配線トラックb,c,d,・・・
に移りながら、前記と同様な方法で残ったネット（この
場合、ネットγのみ）の配線経路を決定していく。

従って、チャネル領域３の各配線トラックａ〜ｍのう
ち、セル列１に近い配線トラックａから順に幹線を配線
可能なネットを決定していくことから、他方のセル列２
から延びるネットの配線長は長くなる。その結果、配線
容量が大きくなるとともに、半導体装置の速度遅延が問
題となる。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので
あって、その目的は簡単な方法により効率良く、かつ結
線率を落とすことなく、チャネル領域に配線されるネッ
トの配線長を短くして配線容量を小さくすることができ
る半導体装置の配線方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の配線方法は、セ
ル列間に形成された配線領域に設定した多数の配線トラ
ックを少なくとも一方のセル列に近い第１配線トラック
群と他方のセル列に近い第２配線トラック群とに区分す
るとともに、その配線領域に配線される各ネット毎にネ
ットの端点数が上記一方のセル列側と上記他方のセル列
側とのどちらが多いかを求め、ネットの端点数が上記一
方のセル列側に多い第１ネット群とネットの端点数が上
記他方のセル列側に多い第２ネット群とに各ネットを区
分する。

そして、第１ネット群の各ネットの幹線は前記第１配
線トラック群から決定し、第２ネット群の各ネットの幹
線は前記第２配線トラック群から決定するようにした。

又、各配線トラック上に幹線を決定する際、セル列に
近い配線トラックから順に決定し、その配線トラックに
決定される幹線のネットの配線長を求めるとともに、そ
の配線トラック上で配線可能なネットの組合わせを求
め、その組合わせにおける上記各配線長の合計が最も大
きい組合わせの各ネットを選ぶようにするのが望まし
い。

［作用］ 端点数が一方のセル列に多い第１ネット群の各ネット
は第１配線トラック群に置かれ、端点数が他方のセル列
に多い第２ネット群の各ネットは第２配線トラック群に
置かれるので、各ネットの配線長を短くでき、配線容量
を小さくすることができる。しかも、端点数が一方又は
他方のセル列のどちらに偏っているかに応じて予め各ネ
ットが第１ネット群と第２ネット群とに区分されるの
で、以降の配線決定に至るまでの演算として、各ネット
の配線長を短くするための候補となる組合せ数が減少
し、効率的に配線を行なうことができる。

又、各配線トラック上に幹線を決定する際、セル列に
近い配線トラックから順に各配線長の合計が最も大きい
組合わせの各ネットを選ぶようにすることにより、最も
配線長が長くなるネットの組合わせが、最もセル列に近
い配線トラック上に幹線が決定されることから、さらに
各ネットの配線長の総合計は短くなる。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を第1,2図に従っ
て説明する。

第１図は本発明の一実施例における各ネットを配線す
る配線トラック群を決定する工程を示す説明図、第２図
は各配線トラック群において各ネットの配線経路を決定
する工程を示す説明図であり、第３図と同一構成につい
ては同一の符号を付して説明する。

まず、第１図に示すように、互いに隣接するセル列1,
2間に形成された配線領域としてのチャネル領域３に端
点A,B,C,Dを結ぶネットα、端点E,F,G,Hを結ぶネット
β、及び端点I,Jを結ぶネットγの配線経路を決定する
に際し、セル列１のバウンダリ上に端点Ａ〜Ｄを割り付
けるとともに、セル列２のバウンダリ上に端点Ｅ〜Ｊを
割りつける。

この後、各ネットα〜γを配線するために、チャネル
領域３に設定した多数（本実施例で13本）の配線トラッ
クａ〜ｍを、一方のセル列１に近い第１配線トラック群
10と、他方のセル列２に近い第２配線トラック群11に区
分する。

その区分は本実施例では以下のように行なう。

総配線トラック本数をＶ本、グローバル配線のための
仮想トラック使用本数をＵ本として、各配線トラック群
10,11に割り当てられる配線トラックの本数をＷ本とす
ると、 Ｗ＝（Ｖ−Ｕ）/2 今、Ｖ＝13本,U＝３本とすると、Ｗ＝５本となる。即
ち、第１配線トラック群10はセル列１側の配線トラック
ａから数えて５本目（配線トラックｅ）までの各配線ト
ラックａ〜ｅとなる。又、第２配線トラック群11はセル
列２側の配線トラックｍから数えて５本目（配線トラッ
クｉ）までの各配線トラックｉ〜ｍとなる。そして、配
線トラックf,g,hをグローバル配線のための配線トラッ
クとして割り当てる。

次に、各ネットα〜γ毎にネットの端点数が一方のセ
ル列１側と他方のセル列２側とのどちらが多いかを求
め、各ネットをセル列１側に端点数が多い第１ネット群
とセル列２側に端点数が多い第２ネット群とに区分す
る。この場合、第１図ではネットαは端点Ａ〜Ｄが全て
セル列１側にあるため、ネットαはセル列１側のネット
群となり、ネットβ，γはそれらの端点Ｅ〜Ｈ、及び端
点I,Jがセル列２側にあるため、ネットβ，γはセル列
２側のネット群となる。

そして、第１ネット群の各ネットαは第１配線トラッ
ク群10において、第２ネット群の各ネットβ，γは第２
配線トラック群11において配線経路を決定する。

続いて、第1,第２配線トラック群10,11において、各
セル列1,2に最も近い配線トラックa,mに幹線を配線可能
なネットの候補を全て挙げる。この場合、ネットαは第
１配線トラック群10の配線トラックａの候補として挙げ
られ、ネットβ，γは第２配線トラック群11の配線トラ
ックｍの候補として挙げられる。

次に、各ネットα〜γの配線トラックにおける第１コ
ストＴを求める。この第１コストＴは前記従来技術で示
した幹線長であるので、その詳細は省略する。

各ネットα〜γの第１コストＴを求めた後、次に各ネ
ットα〜γ毎に第２コストＸを求める。

第２コストＸは幹線に対する端点から幹線に延びる支
線の長さ（支端長）の大きさを指標する量であって、総
配線トラック本数をＶ本、グローバル配線のための仮想
トラック使用本数をＵ本、バウンダリからの本数をＹ
本、ネットの両セルにある端点数の差の絶対値をＺとす
ると、 Ｘ＝〔（V/2）−Ｙ〕×Ｚ×〔（Ｖ−Ｕ）/V〕 なお、〔（V/2）−Ｙ〕は中央にある配線トラックｇ
から対象としている配線トラックまでの本数を示す。
又、〔（Ｖ−Ｕ）/V〕はグローバル配線後のチャネル未
使用率を示す。そして、この両値を値Ｚに乗算すること
によって、前記第１コストＴの幹線長に対して支線長に
重みを付けている。従って、第２コストＸが大きな値の
ネットほど支線長のトータル長が大きいことになる。

第２コストＸが求まると、次に、第２コストＸと前記
第１コストＴとを加算する。この加算値Ｓ（以下、第３
コストという）は、１つの配線トラックにて決まるネッ
トをその配線トラックからセル列から離間する側の配線
トラックに基づいて決めた場合における配線経路の配線
長の大きさを指標する量である。従って、第３コストＳ
が大きな値のネットほど当該配線経路の配線長が大きい
ことになる。

次に、各配線トラックa,mにおいてそれぞれ挙げられ
た全てのネットのうち、幹線を各配線トラックa,m上に
配線可能なネットの組合わせを求めた後、各配線トラッ
クa,mでの各ネットの組合わせにおける第３コストＳの
トータルを求める。この場合、配線トラックａに対して
はネットαとなり、又、配線トラックｍに対してはネッ
トβ，γの組合わせが求まる。

そして、各配線トラックa,mにおいて第３コストＳの
トータルの最も高い組合わせの各ネットを求め、各配線
トラックa,mにその各ネットの幹線を配線する。従っ
て、最も配線長が長くなるネットの組合わせが、最もセ
ル列に近い配線トラック上に幹線が決定されることか
ら、各ネットの配線長の総合計は短くなる。この場合、
第２図に示すように、配線トラックａにネットαの幹線
が引かれてネットαの配線が決定されるとともに、配線
トラックｍにネットβ，γの幹線が引かれてネットβ，
γの配線が決定される。

そして、この場合には全て各ネットの配線経路が決定
されて終了するが、残ったネットがある場合には、以
後、セル列１側からは順次配線トラックb,c,d,・・・に
移りながら、又、セル列２側からは順次配線トラックm,
l,k,・・・に移りながら、前記と同様な方法で残ったネ
ットの配線経路を決定していく。

このように、本実施例では隣接するセル列1,2間のチ
ャネル領域３に設定した多数の配線トラックａ〜ｍを少
なくとも一方のセル列１に近い第１配線トラック群10と
他方のセル列２に近い第２配線トラック群11とに区分す
るとともに、そのチャネル領域３に配線される各ネット
α〜γをその端点数が一方のセル列１側に多い第１ネッ
ト群と他方のセル列１側に多い第２ネット群とに区分
し、第１ネット群のネットαは第１配線トラック群10に
置き、第２ネット群の各ネットβ，γは第２配線トラッ
ク群11に置くようにしたので、第２図に示すように各ネ
ットα〜γの配線長が長くならず、配線容量を小さくす
ることができる。

しかも、本実施例では、第１配線トラック群10におい
ては一方のセル列１に最も近い配線トラックａからｈの
順に、又第２配線トラック群11においては他方のセル列
２に最も近い配線トラックｍからｉの順に、その各配線
トラック毎に配線長を指標する第３コストＳのトータル
が最も大きい組合わせのネットの幹線を配線するように
したので、さらに配線長を短くでき配線容量を小さくす
ることができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば結線率を落とす
ことなく、チャネル領域に配線されるネットの配線長を
短くして配線容量を小さくすることができる。しかも、
端点数が一方又は他方のセル列のどちらに偏っているか
に応じて予め各ネットが第１ネット群と第２ネット群と
に区分されるので、以降の配線決定に至るまでの演算と
して、各ネットの配線長を短くするための候補となる組
合せ数が減少し、効率的に配線を行なうことができる。

又、各配線トラック上に幹線を決定する際、セル列に
近い配線トラックから順に各配線長の合計が最も大きい
組合わせの各ネットを選ぶようにすることにより、最も
配線長が長くなるネットの組合わせが、最もセル列に近
い配線トラック上に幹線が決定されることから、さらに
各ネットの配線長の総合計を短くでき配線容量を小さく
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における各ネットを配線する
配線トラック群を決定する工程を示す説明図、 第２図は各配線トラック群において各ネットの配線経路
を決定する工程を示す説明図、 第３図は従来の配線方法における各ネットの配線経路を
決定する工程を示す説明図である。 図において、1,2はセル列、３は配線領域としてのチャ
ネル領域、10は第１配線トラック群、11は第２配線トラ
ック群、Ａ〜Ｊは端点、ａ〜ｍは配線トラック、α，
β，γはネットである。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−259883（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−278249（ＪＰ，Ａ) Ｗｉｖｅ ｒｏｕｔｉｎｇ ｂｙ ａ ｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ ａｓｓｉｇｕｎｅｔ ｗｉｔｈｉｒ ｌ ａｒｇｅ ａｐｅｒｔｕｅｓ’ｐｒｏｃ ｅａｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ８ｔｈ ｄｏｓｉｇｎ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｗｏｒｋｓｈｏｐ．，1971，ｐｐ．155 −169

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セル列間に形成された配線領域に設定した
   多数の配線トラックを少なくとも一方のセル列に近い第
   １配線トラック群と他方のセル列に近い第２配線トラッ
   ク群とに区別するとともに、 その配線領域に配線される各ネット毎にネットの端点数
   が上記一方のセル列側と上記他方のセル列側とのどちら
   が多いかを求め、ネットの端点数が上記一方のセル列側
   に多い第１ネット群とネットの端点数が上記他方のセル
   列側に多い第２ネット群とに各ネットを区分し、 第１ネット群の各ネットの幹線は前記第１配線トラック
   群から決定し、 第２ネット群の各ネットの幹線は前記第２配線トラック
   群から決定するようにしたことを特徴とする半導体装置
   の配線方法。
2. 【請求項２】前記各配線トラック上に幹線を決定する
   際、セル列に近い配線トラックから順に決定し、 その配線トラックに決定される幹線のネットの配線長を
   求めるとともに、その配線トラック上で配線可能なネッ
   トの組合せを求め、 その組合せにおける上記各配線長の合計が最も大きい組
   合せの各ネットを選ぶようにしたことを特徴とする請求
   項１記載の半導体装置の配線方法。