JP2877127B2

JP2877127B2 - 図形レイアウト圧縮装置およびその圧縮方法

Info

Publication number: JP2877127B2
Application number: JP9044138A
Authority: JP
Inventors: 秀雄菊地
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-02-27
Filing date: 1997-02-27
Publication date: 1999-03-31
Anticipated expiration: 2017-02-27
Also published as: JPH10242285A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は図形レイアウト圧縮
装置及びその圧縮方法に関し、特に印刷配線板や集積回
路の部品配置、配線設計における圧縮（コンパクショ
ン）処理を行う図形レイアウト圧縮装置とその圧縮方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】大規模半導体集積回路のレイアウトや印
刷配線板のレイアウトの設計には自動レイアウト装置が
利用されている。そして、この種のレイアウト装置に関
し、従来より各種のコンパクション技術が提案されてい
る。

【０００３】例えば、従来技術として、特開平４−４８
７５０号公報に示された「集積回路用コンパクション方
法」が知られている。これは、ＬＳＩチップ上の各セル
と配線２のレイアウトをより小さな領域に圧縮する事を
目的とするものであって、部品と縦横方向の配線を部品
・配線コンパクション手段が最小の寸法の配置領域に最
大限に接近させ縦横に配線し、その後に端子に接続する
ビアホール位置を接続する端子位置まで寄り戻し、縦横
配線を形成するものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のコンパ
クション方法では、斜め線が存在するパターンの場合、
例えば、複数の層間にまたがるビアホールが横に並んで
存在する場合に問題が生ずる。すなわち、複数層のパタ
ーンのうち第１の層面では左側のビアホールの下から右
側のビアホールの上にかかる右上がりの斜め線を持つ場
合に、右側のビアホールがその配線を介して左のビアホ
ールの下と判定されるが、別の層面で、その逆に左側の
ビアホールの上から右側のビアホールの下にかかる右下
がりの斜め線を持つならば、今度は、右側のビアホール
がその配線を介して左側のビアホールの上となり、先の
判定と矛盾するため左右のビアホールの上下の関係が決
められなくなる。

【０００５】また、複数の層のうち層面が１つの場合で
も、多角形導体形状が右上がりの凸部と右下がりの凸部
により形成される右に開く凹部を有し、その凹部に挟ま
れる端子がある場合には、その端子は多角形導体形状の
右下の凸部の上にあるのと同時に右上の凸部の下にあ
り、端子が多角形導体形状の上にも下にもある事になる
矛盾が生じるため、多角形導体形状とその端子の上下関
係が決められない。

【０００６】この様に、従来例のコンパクション方法で
は、これらの形状を有するパターンは上下の関係が決め
られないため、コンパクション出来ない欠点があった。

【０００７】本発明の目的は、このような欠点を除き、
斜め方向の配線を含むパターンも圧縮することが出来る
様にした図形レイアウトの圧縮装置およびその圧縮方法
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の構成は、配線、
端子、ビアホール及び多角形導体形状を有する１乃至複
数層のパターンを圧縮する図形レイアウト圧縮装置にお
いて、レイアウトデータを入力して前記端子及びビアホ
ールを層毎の素片に分割し、前記配線、多角形導体形状
を曲がり点及び分岐点毎の素片に分割し、これらの素片
のデータに連結する素片同士で共通の移動集合番号を付
し、前記各層面毎にそれらの素片同士の上下、左右の序
列を作成するレイアウトデータ変換手段と、前記各層面
毎に各素片を独立に移動させ、この移動の際にその所属
する移動集合の移動限界を更新するコンパクション手段
とを有し、斜め方向に伸びる形状を有するパターンを圧
縮できるようにした事を特徴とする。

【０００９】また本発明における、配線、端子、ビアホ
ール及び多角形導体形状を有する１乃至複数層のパター
ンを圧縮する図形レイアウト圧縮方法において、入力さ
れたレイアウトデータ中の前記端子及びビアホールを層
毎の素片に分割し、前記配線、多角形導体形状を曲がり
点及び分岐点毎に素片に分割し、これらの素片のデータ
に連結する素片同士で共通の移動集合番号を付ける工程
と、前記各層面毎にそれらの素片同士の上下、左右の序
列を計算する工程と、前記各層面毎に各素片を独立に移
動させ、その移動の際にその所属する移動集合の移動限
界を更新する工程とを含み、斜め方向に伸びる形状を有
するパターンを圧縮できるようにした事を特徴とする。

【００１０】なお本発明において、各素片の移動限界を
限界位置データとし、この限界位置データとその上の各
素片間の空間に、配線を最短距離に配線することがで
き、また、各素片に、多角形導体形状を含む場合に、こ
の多角形導体形状の境界線を、この多角形導体形状に隣
接した各素片に寄せて広げた形状にして広領域の幅をも
つ素片形状を形成する工程を含むことができる。

【００１１】また本発明において、第１の工程では、多
角形導体形状として八角形状を用い、素片データとして
素片番号、図形形状番号、座標値および移動集合番号を
用い、第２の工程では、序列データとして各層面ごとの
上下または左右の境界線から順に上下順位データまたは
左右順位データを作成し、第３の工程では、位置が固定
された素片以外の素片について移動集合番号とその移動
量からなる移動集合データを作成し、各素片の移動限界
である限界位置データに対して各素片ができるだけ詰め
て配置されるように前記移動量を順次更新していくこと
もできる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明による図形レイアウ
ト圧縮装置の一実施形態を示すブロック図である。図に
おいて、表示手段５はＣＲＴディスプレイあるいは液晶
ディスプレイ等からなり、当初のレイアウトパターン、
変更途中でのレイアウトパターン、最終レイアウトパタ
ーンの外、レイアウトデータの表示を行うものである。
レイアウトデータ変換手段６、コンパクション手段７及
び再配線手段８はコンピュータの中央制御部と記憶部の
制御プログラムと記憶データからなる。

【００１３】レイアウトデータ変換手段６は、レイアウ
トパターンを構成する部品端子、ビアホール、配線、多
角形導体形状のうち、ビアホールを層面ごとに分解し、
また、配線を曲がり角あるいは交差点ごとに分解し、多
角形導体形状をその辺に分解して、各部品端子、分解さ
れたビアホール、分解された配線および多角形導体形状
のそれぞれを素片とする素片データを作成し、同一の部
品、あるいは同一のビアホール、あるいは連結する導体
には同一の移動集合番号を付す。そして、隣接する素片
同士の上下及び左右の関係を示す上下序列データと左右
序列データを作成する。

【００１４】コンパクション手段７は、全素片を上下及
び左右の順番に並べる上下及び左右順位データを作成
し、素片の上下（または左右）順位に基づき、部品端子
やビアホールや配線を下（または上）詰めで、また右
（または左）詰めで素片の移動集合の移動限界値内で移
動させ、とりわけ、配線については、移動方向に詰めて
他の素片に押し当て折り曲げ圧縮するコンパクション作
業を行う。この配線位置は配線限界位置データになる。
これらの素片を移動させた場合には、その素片の所属す
る移動集合の移動限界値を更新する。

【００１５】再配線手段８は、配線コンパクション手段
７によるコンパクション作業が行われた後で、詰められ
た側の配線限界位置データにより決定される位置とその
反対側の素片から許容間隔をおいた位置との間の空間に
配線を再配置する。

【００１６】以下、本実施形態について図２から図８を
参照して説明する。図２は本実施形態のコンパクション
処理の全体の処理手順の流れ図である。図３は本実施形
態の処理動作を説明するための絵柄を示す平面図であ
り、図３（ａ）は処理の対象となる印刷配線板の初期の
レイアウトを、図３（ｃ）はこの処理の終了した状態の
レイアウトを示す。図において、１は部品の端子、２は
配線、３は層間を接続するビアホール、４は多角形導体
形状である。

【００１７】次に図３（ａ）のレイアウトを、この図形
レイアウト圧縮装置がコンパクション処理する動作を、
図２の処理手順の流れ図に添って説明する。この図３
（ａ）の印刷配線板の初期のレイアウトは、隣接する配
線２及び端子１及びビアホール３及び多角形導体形状４
の間隙が設計ルールの最小間隙を守らず配置された場合
であっても適用可能である。この設計ルールの最小寸法
以下の間隙は、本実施形態の処理の過程において是正さ
れるからである。

【００１８】先ず、レイアウトデータ変換手段６は、レ
イアウトデータ１２について以下の様にしてレイアウト
の認識を行う（ステップＳ１１）。すなわち、レイアウ
トデータ１２を解析し、部品の端子１各々を１つの素片
とし、ビアホール３を各層面に分割し各々を１つの素片
とし、各配線は曲がり点および分岐点で分割し各々を１
つの素片とした素片データ１４を作成する。例えば、図
３（ａ）において、端子１ａ、１ｂ…………，配線素片
２ａ、２ｂ…………、ビアホール３ａ…………にそれぞ
れ素片番号が付される。

【００１９】図４（ａ），（ｂ）は，作成された素片デ
ータ１４のデータ構造を示す図であり、端子１及びビア
ホール３の素片データ１４のデータ構造は、図４（ａ）
に示され、配線２の素片データ１４のデータ構造は、図
４（ｂ）に示される。素片データ１４では、１つの部品
に係わる端子の全素片を同じ移動集合とし、また１つの
ビアホール３の全層面の素片を同じ移動集合とした移動
集合番号１５が記録される。また、端子１あるいはビア
ホール３に接続される配線２の素片データ１４は、配線
の端に対応して、配線の端が接続される端子１あるいは
ビアホール３あるいは他の配線２の端と同じ移動集合番
号１５が記録される。素片データ１４は更に、座標値と
図形の形状番号が記録される。

【００２０】図形の各形状番号に対しては、図４（ｃ）
に示す図形の形状データ１３を記憶する。この図形の形
状データ１３としては、図形の形状番号と、図形の上下
の幅と、左右の幅と、右上がり斜め４５度方向の幅と、
右下がり斜め４５度の幅とを記憶する。この様にして図
形を八角形状に把握する。また、多角形導体形状４の素
片データ１４は、多角形導体形状４の各片を固定された
線分とし、その線分を素片として配線２の素片データ１
４と同様に、図４（ｂ）のデータ構造で記憶する。以上
がステップＳ１１である。

【００２１】次にレイアウトデータ変換手段６は、層面
ごとに上下（ここで上下とは、図３の紙面上における上
下を意味し、紙面に垂直方向を意味するものではない）
に重なる素片を探索し、図５（ａ）に示すデータ構造
で、上に重なる素片の素片番号と下に重なる素片の素片
番号を記録する素片上下序列データ１６を作成する（ス
テップＳ１２）。図３（ａ）において、例えば、端子素
片１ａは、端子素片１ｂ，１ｃの間に素片上下序列デー
タ１６が作られ、配線素片２ａは、端子素片１ａ、配線
素片２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ及びビアホール素片
３ａとの間に素片上下序列が付けられる。なお、素片上
下序列データ１６の最下位に、これらの素片の配置領域
の最下位の境界線Ｘを記録する。この境界線Ｘは、例え
ば印刷配線板の縁端部を示している。

【００２２】また同様に、左右方向について素片左右序
列データ１６ａが作成される。そして本実施形態では、
上下方向と同様の処理が左右方向について行われるが、
説明を簡単にするため、以下主として上下方向について
説明し、同様の処理が左右方向についても行われる。

【００２３】次に、コンパクション手段７が、層面毎に
素片上下序列データ１６により作られる網構造を整列し
て最下位の素片から最上位の素片までの素片に関し、図
５（ｂ）にデータ構造を示す上下順位データ１７を作成
する（ステップＳ１３）。この上下順位データ１７の順
番は、図３（ａ）に示されるように、下から順に，
，…… と付けられる。なお、この順位付けは一意的
に決定されるものではなく、例えば番が付された端子
素片を番とし、これから順に左へ，と順位付けし
てもよい。

【００２４】次に、コンパクション手段７が配線２と部
品端子１とビアホール３を、以下のステップＳ１４から
ステップＳ１６までの手順により配置する。

【００２５】ステップＳ１４では、先ず素片の配置領域
の境界線Ｘの位置を固定し、位置を指定した部品につい
てはその端子素片の移動集合の移動量２１を指定値に固
定し、それ以外の部品及びビアホール３及び多角形導体
形状４と配線２の移動集合は移動量２１の初期値を無限
大に設定する。ここで図５（ｃ）にデータ構造が示され
る移動集合データ２２が作成される。移動量２１は位置
が固定された移動集合番号１５については更新されない
が、それ以外のものについては初期値の無限大からより
小さい値に順次更新される。

【００２６】端子１とビアホール３と配線２と多角形導
体形状４の素片を上下順位データ１７の下から上の順に
選定し、それを処理素片として以下の手順で配置する。
すなわち、処理素片を上の素片として含む素片上下序列
データ１６を抽出し、上の素片をその移動集合の既存の
移動量２１以内の制限の下に下の素片に最大限に近付け
て配置する。この移動の際に、この移動集合の移動量２
１も更新する。配線２に関しては、配線２を下の素片の
形状に合わせて折り曲げ下に詰めて配置し、その位置を
配線下限位置データ２３として記憶する。この配線下限
位置データ２３を図３（ｂ）に示す。以上の処理がステ
ップＳ１４である。

【００２７】この処理が下から上に向かって行われた
後、すなわち、ステップＳ１４が行われた後、そのサイ
クルにおいて移動量２１の更新が行われたか否かがチェ
ックされる（ステップＳ１５）。更新が行われた場合に
は再度ステップＳ１４が繰り返される。こうしてステッ
プＳ１４、Ｓ１５を複数サイクル繰り返すことにより配
線２と多角形導体形状４と端子１及びビアホール３の下
詰めが行われ、移動量の更新が行われなくなった場合に
は、全ての移動集合の移動量が適正値に更新されたこと
になる。

【００２８】次に再配線手段８が、配線２の素片を、素
片の上下順位データ１７の逆の順に上から下の順に選び
処理素片とし以下の様に配置する。すなわち、処理素片
を下の素片として持つ素片上下序列データ１６を抽出
し、その上の素片の位置を読み出す。また、配線下限位
置データ２３を読み出し、配線２をその上の素片から許
容間隙を隔てた位置と配線下限位置データ２３の間の空
間に最短距離に配置する（ステップＳ１６）。この配線
結果を図３（ｃ）に示す。

【００２９】この様にして本実施形態は、ビアホール３
は層毎に素片に分割し、多角形導体形状４も辺毎に分割
し、配線２も曲がり点及び分岐点毎に素片に分割する事
により、素片間の上下関係がいつでも矛盾無く定義で
き、斜め線の存在するパターンをコンパクションするこ
とができる。

【００３０】以上の実施例において、各ステップ毎の処
理結果であるレイアウトを表示手段５に表示させること
ができるが、自動配置・自動配線手段で初期のレイアウ
トを形成し、その内容を表示せずにステップＳ１１から
ステップＳ１６までを実行し、その結果のみを表示する
ようにすることもできる。

【００３１】図６は本発明の第２の実施形態にかかわる
コンパクション方法の処理手順を示す流れ図であり、図
２に対してステップＳ１７が付加されている。また図７
は本実施形態の処理例の絵柄を示す平面図で、図７
（ａ）は印刷配線板の初期のレイアウトを示す。この図
７のレイアウトを、図形レイアウト圧縮装置がコンパク
ション処理する動作を、図６の処理手順の流れ図により
説明する。

【００３２】先ず、レイアウトデータ変換手段６が、レ
イアウトデータ１２について以下の様にしてレイアウト
の認識を行う（ステップＳ１１）。すなわち、端子１お
よびビアホール３の素片データ１４を、図２の場合と同
様に図４（ａ）のデータ構造に作成する。

【００３３】配線２については、データ構造が、図８
（ａ）（ｂ）に示される素片データ１４と副素片データ
１４ａとが作成される。本実施形態における副素片デー
タ１４ａは、図４（ｂ）にデータ構造が示される素片デ
ータ１４と同等のものであり、配線２を曲がり角および
分岐点で分割して各々を副素片としたものである。これ
に対し、本実施形態において、配線の素片データ１４で
は、各配線２を分岐点あるいはビアホールあるいは端子
との接続点までを１つながりの素片とする。例えば、図
７（ａ）において、一番下の配線は、一つの素片を構成
し、配線２ｇ、２ｈ、２ｉの３つの副素片に分割されて
いる。図８（ａ）に示されるように、素片データ１４に
は、その素片に含まれる副素片群の先頭の記憶番地と副
素片データの数が記憶される。

【００３４】また、多角形導体形状４については変形可
能とし、多角形導体形状４が最低限必要とする幅を線分
の幅とした線分データを用い以下の様に多角形導体形状
４を記述する。すなわち、多角形導体形状４の各辺の位
置に外側辺が重なる線分の位置を計算しそれらを副素片
とし、図８（ｂ）の副素片データ１４ａのデータ構造で
記憶する。素片データ１４は、それらの線分の最左端の
座標値を第１の端の座標値とし、最右端の座標値を第２
の端の座標値として、図８（ａ）のデータ構造で記憶す
る。なお、多角形導体形状４が左方向に凹部を有する場
合は、その凹部の左端の位置を共通のかなめとして、右
側の部分と左上部分と左下部分との３つの部分に分割
し、それぞれに対して素片データ１４を作成する。右方
向の凹部がある場合についても上述の左右を言い換えた
同様の処理を行う。

【００３５】ここで多角形導体形状４の素片データ１４
は、副素片データ群の記憶番地を指定しない不定形状と
して記憶しても良い。配線２の素片データ１４も同様に
副素片を指定しない不定形状として記憶しても良い。以
上の処理がステップＳ１１である。

【００３６】次にレイアウトデータ変換手段６が、層面
ごとに、素片の上下の重なり関係を探索し、図５（ａ）
に示すデータ構造の素片上下序列データ１６を作成する
（ステップＳ１２）。次に、コンパクション手段７が、
層面毎に素片上下序列データ１６を整列し再下位の素片
から再上位の素片までの素片の順に、図５（ｂ）のデー
タ構造の上下順位データ１７を作成する（ステップＳ１
３）。

【００３７】次に、コンパクション手段７が配線２と多
角形導体形状４と部品端子１とビアホール３を、ステッ
プＳ１４からステップＳ１５までの手順により配置す
る。その際に、多角形導体形状４は一つながりの線とし
て扱う。この結果図７（ｂ）に示す様に、多角形導体形
状４が線形になる。

【００３８】次に、再配線手段８が、配線２の素片を、
素片の上下順位データ１７の逆の順に上から下の順に選
び、配線２をその上の素片から許容間隙を隔てた位置と
配線下限位置データ２３の間の空間に最短距離に配置す
る（ステップＳ１６）。

【００３９】最後に、再配線手段８が、多角形導体形状
４を、その境界線を上下の素片に許容間隙を隔てた位置
に届くまで広げ、その境界を上下の素片に押し当て折り
曲げて寄せ、その形状の多角形導体形状４を記録する
（ステップＳ１７）。この結果、図７（ｃ）に示す様
に、多角形導体形状４が広領域の幅を持つ。本実施形態
は、多角形導体形状４をパターンのコンパクションに対
応した形状に自在に変形できる利点がある。

【００４０】また本発明において、ビアホール３は印刷
配線板の全層を貫通するものであってもよいが、部分的
に貫通するものであってもよい。また本実施形態では、
印刷配線板について説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、半導体集積回路に適用することも可
能である。この場合、部品の端子１にはセル乃至ブロッ
クに設けられる端子が対応することになる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の図形レイア
ウト圧縮装置は、部品端子、ビアホール、配線及び多角
形導体形状を層毎の素片に分割し、それらの素片のデー
タに共通の移動集合番号を付し、それらの素片同士の上
下、左右の序列を計算し、層面毎に各素片を独立に移動
させ、その移動の際にその所属する移動集合の移動限界
を更新する動作を行うため、斜め線の存在するパターン
の上下あるいは左右の関係を矛盾無く定義でき、コンパ
クション処理が可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の機能構成を示すブロック
図。

【図２】本発明の第１の実施形態の処理手順を示す流れ
図。

【図３】本実施形態１の動作例の絵柄を説明すす平面
図。

【図４】本実施形態１のデータ構造を示すデータ配置
図。

【図５】本実施形態１の他のデータ構造を示すデータ配
置図。

【図６】本発明の第２の実施形態の処理手順を説明する
流れ図。

【図７】本実施形態２の動作例の絵柄を示す平面図。

【図８】本実施形態２のデータ構造を示すデータ配置
図。

【符号の説明】

１端子２配線３ビアホール４多角形導体形状５表示手段６レイアウトデータ変換手段７コンパクション手段８再配線手段１２レイアウトデータ１３図形の形状データ１４素片データ１４ａ副素片データ１５移動集合番号１６素片上下序列データ１６ａ素片左右序列データ１７素片の上下順位データ２１移動量２２移動集合データ２３配線下限位置データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/82 G06F 17/50 H01L 21/822 H01L 27/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】配線、端子、ビアホール及び多角形導体
形状を有する１乃至複数層のパターンを圧縮する図形レ
イアウト圧縮装置において、レイアウトデータを入力し
て前記端子及びビアホールを層毎の素片に分割し、前記
配線、多角形導体形状を曲がり点及び分岐点毎の素片に
分割し、これらの素片のデータに連結する素片同士で共
通の移動集合番号を付し、前記各層面毎にそれらの素片
同士の上下、左右の序列を作成するレイアウトデータ変
換手段と、前記各層面毎に各素片を独立に移動させ、こ
の移動の際にその所属する移動集合の移動限界を更新す
るコンパクション手段とを有し、斜め方向に伸びる形状
を有するパターンを圧縮できるようにした事を特徴とす
る図形レイアウト圧縮装置。
【請求項２】配線、端子、ビアホール及び多角形導体
形状を有する１乃至複数層のパターンを圧縮する図形レ
イアウト圧縮方法において、入力されたレイアウトデー
タ中の前記端子及びビアホールを層毎の素片に分割し、
前記配線、多角形導体形状を曲がり点及び分岐点毎に素
片に分割し、これらの素片のデータに連結する素片同士
で共通の移動集合番号を付ける第１の工程と、前記各層
面毎にそれらの素片同士の上下、左右の序列を計算する
第２の工程と、前記各層面毎に各素片を独立に移動さ
せ、その移動の際にその所属する移動集合の移動限界を
更新する第３の工程とを含み、斜め方向に伸びる形状を
有するパターンを圧縮できるようにした事を特徴とする
図形レイアウト圧縮方法。
【請求項３】各素片の移動限界を限界位置データと
し、この限界位置データとその上の各素片間の空間に、
配線を最短距離に配線する請求項２記載の図形レイアウ
ト圧縮方法。
【請求項４】各素片として多角形導体形状を含む場合
に、この多角形導体形状の境界線を、この多角形導体形
状に隣接した各素片に寄せて広げた形状にして広領域の
幅をもつ素片形状を形成する工程を含む請求項３記載の
図形レイアウト圧縮方法。
【請求項５】第１の工程では、多角形導体形状として
八角形状を用い、素片データとして素片番号、図形形状
番号、座標値および移動集合番号を用い、第２の工程で
は、序列データとして各層面ごとの上下または左右の境
界線から順に上下順位データまたは左右順位データを作
成し、第３の工程では、位置が固定された素片以外の素
片について移動集合番号とその移動量からなる移動集合
データを作成し、各素片の移動限界である限界位置デー
タに対して各素片ができるだけ詰めて配置されるように
前記移動量を順次更新していくようにした請求項２、３
または４記載の図形レイアウト圧縮方法。