JP2822741B2 - クロック配線設計方式 - Google Patents

クロック配線設計方式

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JP2822741B2 JP4013551A JP1355192A JP2822741B2 JP 2822741 B2 JP2822741 B2 JP 2822741B2 JP 4013551 A JP4013551 A JP 4013551A JP 1355192 A JP1355192 A JP 1355192A JP 2822741 B2 JP2822741 B2 JP 2822741B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、LSI、PWB等のク
ロック配線設計方式に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のクロック配線設計方式に
おいては、自動レイアウトツ−ルの中で、クロックスキ
ュウを小さくすることと、ワ−ストケ−スパスのパス長
を短くしてパス遅延時間を短くすることを目的として配
置設計、配線設計を行ない、レイアウト終了後は特にク
ロック配線を修正しないのが一般的であった。特にクロ
ックサイクルを短くする必要がある場合にはクロックネ
ット配線を修正するのではなく人手でワ−ストケ−スパ
スのパス長を短くするように配置修正や配線修正する等
していた。(参考文献:論理装置のCAD情報処理学会
昭和56年 3月20日発行)従来の回路構成の例とタイミ
ングチャートを図4を用いて説明する。
【0003】図4(a)に示すように、クロックドライ
バ201 〜203 、フリップフロップ204 〜206 およびゲ−
ト207 〜211 が配置され、その後クロックネット212 〜
214およびパス215 、216 上の各ネットが配線された例
を用いて説明する。ここで、クロックネット212 〜214
は等長に配線されクロックスキュウは0となっており、
パス215 、216 も最短経路で配線されたようなレイアウ
ト結果が得られたとする。遅延解析の結果では、パス21
5 が遅延時間10nsで、最も遅延時間の余裕度の小さ
いワ−ストケ−スパスであったとし、その次段のパス21
6 の遅延時間は6nsであったとする。
【0004】図4(a)の例では、既にクロックスキュ
ウも0なのでこれ以上小さくすることができず、ワ−ス
トケ−スパスのパス長もこれ以上短くすることができな
いため、クロックサイクルがワ−ストケ−スパス215 に
よって規定されてしまい、クロックサイクルを10ns
以下に短くすることはできない。図4(b)は、クロッ
クサイクルが10nsのときの、フリップフロップ 20
5、 206の入力端子H01、H02 におけるデ−タの波形とフ
リップフロップ204 〜206 のクロック入力端子CK1 〜CK
3 におけるクロックの波形を示すタイミングチャ−トで
ある。簡単のためにここでは、フリップフロップ内の回
路内遅延時間や各波形のなまりが無いものとし、フリッ
プフロップがクロックの立ち上がりで動作するものとす
る。この図で明らかなように、クロックサイクルを10
ns以下に短くすることはできない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のクロッ
ク配線設計方式では、基本的にクロックスキュウを小さ
くすることを前提としているため、クロックサイクルを
短くする場合にはワ−ストケ−スパスの遅延時間を小さ
くする必要がある。しかし、クロックサイクルはそのワ
−ストケ−スパスの遅延時間が規定してしまうため、そ
の遅延時間よりもクロックサイクルを短くする(性能を
改善する)ことができないという欠点がある。
【0006】さらに、ワ−ストケ−スパスの遅延時間を
短くする作業も人手で行なう場合には多大な工数を必要
とするという欠点があり、特に回路の大規摸化に伴い性
能改善のためのそれらの修正作業も増加する傾向にある
ためその工数もそれにつれて急激に増加している状況に
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、LSI、
PWB等のレイアウト設計におけるクロック配線設計方
式において、クロック入力端子に対して遅延時間を付加
する予め用意された複数種類の遅延時間調整用アートワ
ークパターンの付与設置領域を有するフリップフロップ
を備え、接続情報と遅延時間調整用アートワークパター
ン情報と前記フリップフロップを含めた全ブロックの配
置処理とクロックネット配線も含めて配線処理が一通り
終了した後のレイアウト結果および遅延解析用情報を入
力する入力手段と、全パスについて前記遅延解析用情報
で与えられたクロックサイクルにおける前記パスの遅延
時間余裕度を求める遅延解析手段と、前記遅延解析手段
により求められた前記各パスの遅延時間余裕度のうち最
悪の遅延時間余裕度を持つワ−ストケ−スパスを検出す
るワ−ストケ−スパス検出手段と、前記ワ−ストケ−ス
パス検出手段によって検出された前記ワ−ストケ−スパ
スの次段のパスの中で最悪の遅延時間余裕度を持つ2次
ワ−ストケ−スパスの遅延時間余裕度と前記ワ−ストケ
−スパス検出手段によって検出された前記ワ−ストケ−
スパスの遅延時間余裕度との差をクロックスキュウ調整
時間として求めるクロックスキュウ調整時間抽出手段
と、前記クロックスキュウ調整時間抽出手段により求め
られた前記クロックスキュウ調整時間の範囲内で前記ワ
−ストケ−スパスの終点側の前記フリップフロップのク
ロック入力端子につながる前記クロックネットに対して
付加すべき最適な遅延時間を求める付加遅延時間算出手
段と、前記付加遅延時間算出手段により求められた前記
遅延時間に最も近い遅延時間を有する前記遅延時間調整
用アートワークパターンを選択して前記ワーストケース
パスの終点側の前記フリップフロップの前記付与設置領
域に設置する遅延時間調整用アートワークパターン設置
手段と、前記遅延時間調整用アートワークパターン設置
手段による前記遅延時間調整用アートワークパターンの
設置によってクロックスキュウに変更の生じたパスに関
して遅延時間余裕度を再計算し遅延解析結果を更新する
遅延解析結果更新手段と、前記遅延解析結果更新手段に
よって更新された前記ワーストケースパスの前記遅延時
間余裕度以下の遅延時間余裕度を有する他のパスがあれ
ば前記ワ−ストケ−スパス検出手段を再起動する制御手
段と、前記各手段実行後の前記前記付与設置領域を含め
たレイアウト結果を出力する出力手段とを有することを
特徴とする。
【0008】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0009】図1は本発明の一実施例であるクロック配
線設計方式のブロック図である。
【0010】本発明のクロック配線設計方式では、フリ
ップフロップが図2(c)のフリップフロップ例217 に
示すように、本来のクロック入力端子位置(図ではC
K’)と自動配線の対象となるクロック入力端子位置
(図ではCK)とをディフォルトのアートワークパター
ン例218 のようなアートワークパターンで接続するよう
な構成になっている。特に、設置アートワークパターン
の指定が無い場合には、すべてのフリップフロップのク
ロック入力端子にディフォルトのアートワークパターン
例218 が設置されている。アートワークパターンには、
他に図2(d)の例219 〜222 …に示すような付加遅延
時間を持つ複数のパターンが存在し、任意に選択設置可
能となっている。
【0011】本発明のクロック配線設計方式では、図4
(a)のようなレイアウト終了後にまずそのレイアウト
結果情報111 および論理接続情報110 、遅延時間調整用
アートワークパターン情報112 、遅延解析用情報113 を
図1に示す入力手段102 が入力する。次に、遅延解析手
段103 により、例ではクロックサイクル10nsで網羅
的遅延解析を行ない全パスの遅延時間余裕度を求める。
その解析結果に基づいてワ−ストケ−スパス検出手段10
4 が遅延時間余裕度0nsの最悪の遅延時間余裕度を持
つパス215 をワ−ストケ−スパスとして検出する。次
に、クロックスキュウ調整時間抽出手段105 によって、
ワ−ストケ−スパス215 の次段のパス(ここでは、パス
216 のみ)の中で最悪の遅延時間余裕度を持つ2次ワ−
ストケ−スパス216 の遅延時間余裕度4nsと、ワ−ス
トケ−スパス215 の遅延時間余裕度0nsとの差4ns
がクロックスキュウ調整時間として抽出される。次に、
付加遅延時間算出手段106 によって、クロックスキュウ
調整時間4nsの範囲でワ−ストケ−スパス215 の終点
側フリップフロップ205 のクロック入力端子CK2 につな
がるクロックネット213 に付加すべき遅延時間が例では
4nsの1/2の2nsとして算出される。
【0012】次に、遅延時間調整用アートワークパター
ン設置手段107 により、付加遅延時間2ns分の遅延時
間が付加されるように図2(d)に示すアートワークパ
ターン219 が選択され、クロック入力端子CK2 に図3
(e)のように設置される。ここで示されるクロックネ
ット213 の配線結果と選択設置されたアートワークパタ
ーン219 を併合した配線が、目的とするクロックサイク
ルを短くすることができるクロック配線の例である。
【0013】次に、遅延解析結果更新手段108 によっ
て、パス215 およびパス216 の遅延時間余裕度は更新さ
れ、ともに2nsとなる。この時点で、全パスの遅延時
間余裕度の最悪値(最小値)が2nsであったとする
と、クロックサイクルを8nsとしても、クロックスキ
ュウが緩衝となってフリップフロップ 205、 206の入力
端子H01 、H02 におけるデ−タの波形とフリップフロッ
プ204 〜206 の本来のクロック入力端子CK1 ’〜CK3 ’
におけるクロックの波形を示すタイミングチャートは図
3(f)に示すようになり回路は正常動作することがわ
かる。
【0014】もし、全パスの中で遅延時間余裕度の最悪
値(最小値)が2ns以下のものがあった場合は、制御
手段101を介して再びワ−ストケ−スパス検出手段10
4 に戻し、そのワ−ストケ−スパスについて以上の処理
を繰り返し、その遅延時間余裕度を大きくしていく。こ
のようにして、ワ−ストケ−スパスの遅延時間余裕度分
クロックサイクルを短くすることができるようになる。
【0015】尚、図1における制御手段101 は、全体の
各手段の制御を行い、出力手段109は最終的なレイアウ
ト結果を出力する。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、クロック
スキュウをクロックネットに意図的に利用することによ
り、ワ−ストケ−スパスの遅延時間よりもクロックサイ
クルを短くする(性能を改善する)ことができるという
効果がある。すなわち、回路の高速化に伴うクロックサ
イクルの短縮に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるクロック配線設計方式
のブロック図である。
【図2】本実施例のフリップフロップ構成例とアートワ
ークパターン例を示す図である。
【図3】本実施例の回路構成例とタイムチャートであ
る。
【図4】従来の回路構成例とタイムチャートである。
【符号の説明】
101 制御手段 102 入力手段 103 遅延解析手段 104 ワ−ストケ−スパス検出手段 105 クロックスキュウ調整時間抽出手段 106 付加遅延時間算出手段 107 遅延時間調整用アートワークパターン設置手
段 108 遅延解析結果更新手段 109 出力手段 110 論理接続情報 111 レイアウト結果情報 112 遅延時間調整用アートワークパターン情報 113 遅延解析用情報

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】LSI、PWB等のレイアウト設計におけ
    るクロック配線設計方式において、クロック入力端子に
    対して遅延時間を付加する予め用意された複数種類の遅
    延時間調整用アートワークパターンの付与設置領域を有
    するフリップフロップを備え、接続情報と遅延時間調整
    用アートワークパターン情報と前記フリップフロップを
    含めた全ブロックの配置処理とクロックネット配線も含
    めて配線処理が一通り終了した後のレイアウト結果およ
    び遅延解析用情報を入力する入力手段と、全パスについ
    て前記遅延解析用情報で与えられたクロックサイクルに
    おける前記パスの遅延時間余裕度を求める遅延解析手段
    と、前記遅延解析手段により求められた前記各パスの遅
    延時間余裕度のうち最悪の遅延時間余裕度を持つワ−ス
    トケ−スパスを検出するワ−ストケ−スパス検出手段
    と、前記ワ−ストケ−スパス検出手段によって検出され
    た前記ワ−ストケ−スパスの次段のパスの中で最悪の遅
    延時間余裕度を持つ2次ワ−ストケ−スパスの遅延時間
    余裕度と前記ワ−ストケ−スパス検出手段によって検出
    された前記ワ−ストケ−スパスの遅延時間余裕度との差
    をクロックスキュウ調整時間として求めるクロックスキ
    ュウ調整時間抽出手段と、前記クロックスキュウ調整時
    間抽出手段により求められた前記クロックスキュウ調整
    時間の範囲内で前記ワ−ストケ−スパスの終点側の前記
    フリップフロップのクロック入力端子につながる前記ク
    ロックネットに対して付加すべき最適な遅延時間を求め
    る付加遅延時間算出手段と、前記付加遅延時間算出手段
    により求められた前記遅延時間に最も近い遅延時間を有
    する前記遅延時間調整用アートワークパターンを選択し
    て前記ワーストケースパスの終点側の前記フリップフロ
    ップの前記付与設置領域に設置する遅延時間調整用アー
    トワークパターン設置手段と、前記遅延時間調整用アー
    トワークパターン設置手段による前記遅延時間調整用ア
    ートワークパターンの設置によってクロックスキュウに
    変更の生じたパスに関して遅延時間余裕度を再計算し遅
    延解析結果を更新する遅延解析結果更新手段と、前記遅
    延解析結果更新手段によって更新された前記ワーストケ
    ースパスの前記遅延時間余裕度以下の遅延時間余裕度を
    有する他のパスがあれば前記ワ−ストケ−スパス検出手
    段を再起動する制御手段と、前記各手段実行後の前記前
    記付与設置領域を含めたレイアウト結果を出力する出力
    手段とを有することを特徴とするクロック配線設計方
    式。
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