JP2753263B2 - 半導体集積回路の自動配線方法 - Google Patents

半導体集積回路の自動配線方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路のバス信号の配線径路を決定
する自動配線方法である。特に、任意サイズの矩形ブロ
ツクを配置したビルデイングブロツク方式で設計する半
導体装置に好適な自動配線方法である。
〔従来の技術〕
バス信号とは、アドレス信号,データ信号なで複数本
の信号が纏まつて1つの役割を成す信号の集合である。
従来、バス信号の配線方法については、第20回デザイン
・オートメーシヨン会議予稿集(1983年)第578頁から
第583頁(Proc.of Design Automation Conf.(1983)pp
578−583)において発表されている。この文献で述べら
れている配線方法は、配線層が1層であり、配線領域は
連続した折線で囲まれた閉領域で内部には配線の障害と
なるものがない領域に限定されていた。本発明は、上記
文献とは異なり、2層以上の配線層でも使用できる。ま
た、ビルデイングンブロツク方式設計の半導体装置の自
動配線を目的としているので、配線領域は、連続した折
線で囲まれた閉領域内に矩形ブロツクが配線の障害とし
て多数存在する領域である。むしろ、矩形ブロツクの隙
間を配線領域として、バス信号を纏まつた配線を行なう
こ方法である。
〔発明が解決しようとする課題〕
バス信号は、アドレス信号,データ信号など、複数の
信号が纏まつて1つの役割を成す。従つて各信号の配線
長にばらつきがあると、信号の伝播時間、及び、信号の
到達時間がばらつく。この信号到達時間のばらつきをス
キユーという。半導体装置を高速に動作させるために
は、バス信号のスキユーを小さくしなければならない。
スキユーを小さくするためには、バス信号内の各信号の
配線長をできるだけ揃えて、各信号 の伝播時間を等しくしなければならない。
本発明の目的は、バス信号内の各信号の配線長をでき
るだけ揃えて、バス信号のスキユーを小さくすることに
ある。従来、半導体装置の配線に用いられた自動配線方
式では、バス信号内の各信号は独立に個々の信号として
扱つていたので、各信号ごとに異なつた配線径路になつ
ていた。このため、バス信号内の各信号の配線長のばら
つきが大きかつた。ここで、信号の配線径路とは、ブロ
ツクとブロツクの隙間である配線領域を複数の部分領域
に分割した時、その信号の配線が通過する部分領域の集
合である。第2図は、4個の信号から成るバス信号にお
いて、信号の配線径路が異なる場合の配線図である。信
号202と203の配線径路はブロツク201の左側を通過して
いるが、信号204と205の配線径路はブロツク201の右側
を通過している。このようにバス信号内の各信号の配線
径路が異なると、各信号の配線長にばらつきを生じて、
バス信号のスキユーが大きくなる。
本発明の目的は、バス信号のスキユーを小さくするた
めに、バス信号内の各信号の配線を同じ配線径路にする
自動配線方式を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
バス信号内の各信号の配線を同じ配線径路とするため
に、従来と異なる入力手段とグローバル配線手段を設け
る。
入力手段としては、従来のブロツク配置情報、ブロツ
クの端子位置情報,信号ごとの結線すべき端子の集合の
情報(論理情報)に加えて、新たにバス信号名とバス信
号に属する信号名リスト情報を入力できる記能をもたせ
る。これによつて、バス信号に属する信号のリストを入
力することができる。
グローバル配線手段としては、バス信号に対して次の
2段階の処理する機能をもたせる。
(1)バス信号内の全信号を端子を集めて、バス信号全
体を1信号とみなし、バス信号の配線径路を探索する。
この探索方法は従来のグローバル配線手法でよい。但
し、探索したバス信号の配線径路は、グラフ理論用語の
トリー状でなければならない。トリー状でないとループ
が存在する。
(2)バス信号内の各信号について、(1)で求めたバ
ス信号の配線径路の範囲内で、配線径路を探索する。こ
の探索方法も従来のグローバル配線手法でよい。
〔作用〕
入力手段にバス信号名とバス信号に属する信号名リス
ト情報を入力できる機能をもたせることによつて、バス
信号名とバス信号に属する信号との対応をつけたテーブ
ルを作成できる。さらに、各信号と信号に属する端子と
の対応をつけたテーブルを作成できる。
グローバル配線手段によつて、バス信号に属する各信
号の配線径路が同じになるように決める。先ず、バス信
号内の全信号の端子を集めて、バス信号全体を1信号と
みなしてバス信号の配線径路を探索することによつて、
トリー状のバス配線径路が求まる。トリー状であれば配
線径路にループはない、次いで、トリー状のバス配線径
路の範囲内に限定して、バス信号内の各信号の配線径路
を求めることによつて、バス信号内の各信号の配線長の
ばらつきを小さくすることができる。バス信号の配線径
路は全端子を配線できる配線径路なので、バス信号内の
各信号の配線径路は必ず見い出すことができる。バス配
線径路はトリー状なので、どの信号でも、端子の位置に
より信号の配線径路は一意に決まる。つまり、ループが
ないので1つの信号に2つ以上の配線径路が求まる可能
性はない。第2図は本発明と違つて、バス信号内の信号
が異なつた配線径路になつた図である。信号202と203の
配線径路はブロツク201の左側を通過し、信号204と205
の配線径路はブロツク201の右側を通過している。本発
明によれば、バス信号内の全信号がブロツクの同一側を
通過する。故に、バス信号内の信号は同じ配線径路とな
るので、バス信号内の各信号の配線長のばらつきが小さ
くなり、バス信号のスキユーが小さくなる。
バス信号内の1信号について配線径路を求めてバス信
号内の残りの信号の配線径路を同じ配線径路にコピーす
る方法を採用しなかつた理由を述べる。バス信号には多
くのブロツクがつながる。ブロツクによつては、バス信
号内の全信号がなく一部の信号のみがつながる場合があ
る。例えば、32ビツトのうちの8ビツトのみがつながる
場合である。この場合、ブロツクにつながる38ビツトの
中に、バス信号として選んだ1信号が含まれないことが
あり得る。8ビツトの中に含まれないと、このブロツク
への配線径路が作られずに、バス信号の配線ができな
い。このように、バス信号内の一部の信号のみがブロツ
クにつながる場合にも、配線径路ができるようにした。
また、バス信号のブロツク端子は、並んでいなくて、
ブロツクごとに信号の並び順が異なつている場合にも本
発明を適用することができる。
これらが、先ずバス信号内の全端子の端子を1つの信
号につながるとしてバス信号の配線径路を求めた理由で
ある。
〔実施例〕
本発明の一実施例を第3図以下により説明する。第3
図はバス信号も含めた配線処理方法の全体を示す。
最初のステツプ301はブロツク配置情報、ブロツクの
端子位置情報、信号ごとの結線すべき端子の集合の情報
(論理情報)、及び、バス信号名とバスに属する信号名
のリスト情報を入力する。そして、バス信号名とバス信
号との対応をつけたテーブル、及び、各信号と信号に属
する端子との対応をつけたテーブルを作成する。
ステツプ302は、ブロツクとブロツクの隙間の配線領
域全体を部分配線領域(以下チヤネルと呼ぶ)に分割
し、チヤネルの接続関係を表現するチヤネルグラフを作
成する。配線領域全体をチヤネルに分割する方法として
は、例えば、IEEE Trans.on CAD,vol CAD−2,No.4,pp28
5−292(1983)に発表された、木村他の方法を使用でき
る。木村他の方法は、ブロツクの辺の線分を、他のブロ
ツクの辺またはチツプ境界まで延長し、2つの線分の間
にブロツクがなくて線分の区間に抱含関係がある時に2
つの線分を1本の線分にまとめる手順を繰返す方法であ
る。第4図はこうしてできた配線領域全体をチヤネルへ
分割した図である。第4図の破線がチヤネルへの分割線
である。ここで、チヤネルを頂点とし、チヤネルとチヤ
ネルが隣接している時には、各チヤネルに対応する頂点
間を線(枝)を結んでできるグラフをチヤネルグラフと
呼ぶ。第4図のチヤネルへの分割図に対応するチヤネル
グラフが第5図である。第4図のチヤネル401〜407に対
応するのが、第5図の頂点501〜507である。第4図のチ
ヤネル402は、チヤネル403と、407と隣接している。従
つて、第5図では、頂点502は頂点503と507と線で結ば
れる。
第3図のステツプ303はグローバル配線である。この
ステツプでは、各信号の配線がどのチヤネルを経由して
配線させるかを決定する。チヤネルグラフ上で述べれ
ば、どの頂点を経由して配線させるかを決定する。本発
明は、このグローバル配線において、バス信号に属する
各信号の配線径路(経由するチヤネルのチエイン)を同
じにする方法である。このグローバル配線については後
に詳述する。
ステツプ304は詳細配線である。このステツプでは、
各チヤネルごとに、チヤネルを経由する配線径路を切り
出して、チヤネル内の配線パターンを決定する。この
時、チヤネルの接合部では配線が整合するように配線パ
ターンを決定する。チヤネルを配線する方法としては、
例えば、IEEE Trans.on CAD,vol CAD−2,No.4,pp285−2
92(1983)に発表された木村他の方法を使用できる。
バス信号の配線径路決定を含めたグローバル配線につ
いて、第6図により説明する。信号にはバス信号に属す
る信号とバス信号に属さない信号があるので、両者を区
別して扱う。ステツプ601では、第3図の入力処理301で
作成したテーブルにてバス信号の有無を判定する。バス
信号がなければ、バス信号に対する処理602〜605をスキ
ツプして、ステツプ606へ行く。バス信号がある場合に
は、ステツプ602にて、1つのバス信号内の全信号の端
子を集めて、バス信号を1信号とみなしてこのバス信号
を配線径路チヤネルグラフ上で探索する。1信号の配線
径路の探索方法としては、例えば、IEEE Trans.on CAD,
vol CAD−2,No.4,pp285−292(1983)に発表された木村
他の方法を使用できる。木村他の方法で検索した配線径
路はトリー状でループはない。求めたバス配線径路に対
応するチヤネルグラフ上の頂点にマークを付けて他の頂
点と区別する。第1図または第2図を各信号の結線情報
とブロツク配線情報とした時、チヤネルグラフは第5図
になる。バス信号内の全信号の端子を集めて、バス信号
を1信号とみなして配線径路を求めた図が第7図であ
る。従つい、第5図のチヤネルグラフ上では、頂点502,
503,505にマークが付く。
ステツプ603では、バス信号内の1信号の配線径路
を、ステツプ602でマーク付けしたチヤネルグラフ上で
探索する。探索方法は、前述の木村他の方法にマーク付
けした頂点に限定する処理を追加すれば使用できる。第
8図は、バス信号内の1信号の配線径路を求めた図であ
る。ステツプ602で求めたバス信号全体の配線径路であ
る第7図と同じ配線径路になる。ステツプ603は、バス
信号内の全信号について行なう。全信号終了したかどう
かはステツプ604で判定する、第1図は、バス信号内の
全信号の配線径路を求めた図である。ステツプ605は、
バス信号が複数個ある場合に、バス信号ごとに上記処理
をするための判定である。BUS信号が複数個ある時は、
ステツプ602,603,604をバス信号ごとに繰返す。
ステツプ606,607,608は、バス信号に属さない信号の
配線径路を求める。ステツプ606は、バス信号に属する
信号は既に配線径路が求まつているので、ステツプ607
をスキツプするための判定である。ステツプ607は1信
号の配線径路を探索する処理で、前述の木村他の方法が
使える。ステツプ608は全信号の配線径路の探索を終了
したかどうかの判定である。
上記と異なる実施例としては、第6図のグローバル配
線について、先にバス信号に属さない信号の配線径路を
求め、次にバス信号に属す信号の配線径路を求める方法
である。この場合には、第6図の信号を用いて処理の並
び順を示すと、606,607,608,601,602,603,604,605の順
とする。
〔発明の効果〕
本発明によれば、バス信号内の各信号の配線径路は、
第1図のように纏まつてブロツクの一方の側を通る。第
2図のように、バス信号内の一部の信号の配線径路はブ
ロツクの左側を通り、一部の信号の配線径路はブロツク
の右側を通るという、バス信号内の信号が異なる配線径
路になることはない。従つて、バス信号内の信号の配線
長のばらつきが小さくなり、バス信号のスキユーを小さ
くできる。これによつて、半導体装置の動作速度を早く
できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に従つたバス信号の配線径路を示す図、
第2図は従来方法で配線したバス信号の配線径路を示す
図である。第3図は配線処理全体構成を示す。第4図は
配線領域の分割を示す図で、第5図は分割後の部分領域
の関係を表わすチヤネルグラフの図である。第6図は本
発明の中心を成すグローバル配線の流れ図である。第7
図及び第8図はグローバル配線の途中段階での配線径路
ができて行く過程を示した図である。 201……ブロツク、202,203,204,205……バス信号内各信
号の配線径路、301,302,303,304,305……配線処理全体
の各構成部分、401,402,403,404,405,406,407……配線
領域を分割してできた部分領域、501,502,503,504,505,
506,507……部分領域に対応するチヤネルグラフの頂
点、601,602,603,604,605,606,607,608……グローバル
配線の各構成部分。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】配線領域を複数個の部分領域に分割し、配
    線が経由すべき部分領域の集合である配線径路を決定す
    る半導体集積回路の自動配線方法であって (a)バス信号に属する信号のリストを入力する工程、 (b)バス信号内の全信号を一つの信号とみなして配線
    径路を決定し、配線径路に含まれる部分領域にマークを
    付す工程、 (c)マーク付けされた部分領域の範囲内に限定して、
    バス信号内の各信号の配線径路を決定する工程、 を有することを特徴とする半導体集積回路の自動配線方
    法。
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