JP2877528B2 - Layout method of semiconductor integrated circuit - Google Patents

Layout method of semiconductor integrated circuit

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JP2877528B2
JP2877528B2 JP3006450A JP645091A JP2877528B2 JP 2877528 B2 JP2877528 B2 JP 2877528B2 JP 3006450 A JP3006450 A JP 3006450A JP 645091 A JP645091 A JP 645091A JP 2877528 B2 JP2877528 B2 JP 2877528B2
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gates
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文裕 南
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[発明の目的][Object of the Invention]

【0002】[0002]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体集積回路のレ
イアウト方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a layout method for a semiconductor integrated circuit.

【0003】[0003]

【従来の技術】半導体集積回路の性能指標となる動作周
波数は、高いほど良く、高くするには、信号パスのうち
で最も長い信号伝搬遅延時間を持つパス(クリティカル
パス)の遅延時間をより短くすることが必要である。こ
の遅延時間は、クロック信号による同期型回路の場合、
外部入力用パッドの出力端子またはレジスタ出力端子か
ら、外部出力用パッドの入力端子またはレジスタ入力端
子までの伝搬遅延時間に対応し、信号パスの通過ゲート
数をN段とすると、近似的に、
2. Description of the Related Art The higher the operating frequency which is a performance index of a semiconductor integrated circuit, the better. To increase the operating frequency, the delay time of the path having the longest signal propagation delay time (critical path) among the signal paths is shortened. It is necessary to. In the case of a synchronous circuit using a clock signal,
Corresponding to the propagation delay time from the output terminal or register output terminal of the external input pad to the input terminal or register input terminal of the external output pad, and if the number of gates passing through the signal path is N stages, approximately

【0004】[0004]

【数1】 (Equation 1)

【0005】と表される。ここに、Ii はゲートの内部
遅延時間、Ki はドライブ係数(出力ゲートのオン抵抗
に比例し、小さいほどドライブ能力が高い)、Fi はド
ライブされるゲートの入力負荷容量の総和、Wi はドラ
イブされる配線負荷容量、である。ただし、本来、入力
信号の立ち上がりと立ち下がりでIi とKi は異なる
が、簡単のためにここでは同一値とした。
[0005] Here, I i is the internal delay time of the gate, K i is the drive coefficient (proportional to the on-resistance of the output gate, the smaller the drive capability, the higher the drive capability), F i is the sum of the input load capacitances of the driven gate, W i is the wiring load capacity to be driven. It should be noted that Ii and Ki are originally different between the rise and fall of the input signal.

【0006】ところで、この遅延時間を短くする最も効
果的な方法は、回路の論理構造の修正を行うことであ
る。具体的には、クリティカルパスのゲート段数を少な
くするための局所論理変換や、遅延時間の短いゲートへ
の置換などである。その際、論理修正結果の良しあし
は、ネット毎の予想配線長から求めたWiを(1)式に
代入して算出した遅延時間をもとに判断される。が、論
理設計の時点においては、レイアウト処理前であるがゆ
えにかなり粗い精度の予想配線長値が使用されることに
なる。従って、予想値が実際の値から大きくずれていれ
ば、誤ったタイミング最適化処理となりかねない。特
に、回路パターンの微細化が進むと、ゲート負荷容量よ
りも、配線容量の方が支配的となり、この傾向はより顕
著になる。
By the way, the most effective way to shorten the delay time is to modify the logical structure of the circuit. Specifically, local logic conversion for reducing the number of gate stages of the critical path, replacement with a gate having a short delay time, and the like are performed. At that time, gossip logic modification result is determined based on the delay time calculated by substituting W i obtained from the expected line length for each net (1). However, at the time of logic design, since the layout processing has not been performed, the estimated wiring length value having a rather coarse accuracy is used. Therefore, if the predicted value deviates greatly from the actual value, it may lead to erroneous timing optimization processing. In particular, as the circuit pattern becomes finer, the wiring capacitance becomes more dominant than the gate load capacitance, and this tendency becomes more remarkable.

【0007】こうした問題への対処としては、図4に示
すように、レイアウト設計(ステップ62)後にタイミ
ング解析(ステップ63)を行い、タイミングエラーが
有った場合は(ステップ64肯定)、タイミングエラー
箇所付近の回路論理構成を修正する(ステップ61)。
そして、再度レイアウト設計(ステップ62)を行うこ
とが、従来なされてきた。しかし、論理設計上は小修正
でもレイアウト設計上は大修正となることもしばしば
で、前回のレイアウトでは問題とならなかったパスが新
たにタイミングエラーをおこすクリティカルパスとなる
可能性がある。
As a countermeasure against such a problem, as shown in FIG. 4, a timing analysis (step 63) is performed after the layout design (step 62), and if there is a timing error (step 64 affirmative), the timing error is determined. The circuit logic configuration near the location is corrected (step 61).
Conventionally, layout design (step 62) is performed again. However, even a small modification in the logical design is often a large modification in the layout design, and a path that did not cause a problem in the previous layout may become a new critical path causing a timing error.

【0008】そこで近年、別の対策として、レイアウト
設計(ステップ62)において、論理設計(ステップ6
1)の時点で予測した配線長あるいは予測したパス遅延
時間に合わせるように、レイアウト処理をさせる方法
(ネットウェイト法やパス制約方法)が提案されてい
る。例えば、Burstein,M.andYoussef,M.,“Timing Infl
uenced Layout Design ”,Proc.22nd Design Automatio
n Conf.,pp124-130,1985および Prasitjutrakul,S.and
Kubitz,W.,“Path-Delay Constrained Floorplanning:A
Mathematical Programming Approach for Initial Pla
cement”,Proc.26th Design Automation Conf.,pp364-3
69,1989 である。これらの方法の共通点は、目標値(配
線長あるいは遅延時間)に合わせてネット配線長を短く
することで配線容量を減らし、遅延時間を削減すること
である。
In recent years, as another measure, in the layout design (step 62), the logical design (step 6) has been performed.
A method of performing a layout process (a net weight method or a path restriction method) so as to match the wiring length predicted at the time point 1) or the predicted path delay time has been proposed. For example, Burstein, M. andYoussef, M., “Timing Infl
uenced Layout Design ”, Proc.22nd Design Automatio
n Conf., pp 124-130, 1985 and Prasitjutrakul, S. and
Kubitz, W., “Path-Delay Constrained Floorplanning: A
Mathematical Programming Approach for Initial Pla
cement ”, Proc. 26th Design Automation Conf., pp364-3
69,1989. The common feature of these methods is that the net wiring length is shortened in accordance with a target value (wiring length or delay time) to reduce the wiring capacity and the delay time.

【0009】しかし、こうしたネット配線長の制御をも
ってしても、タイミング制約を守れない箇所をいくつか
残すことがありうる。というのも、レイアウト処理で
は、ゲートを配置するスペースや配線リソースなどの制
約条件も守ることを要求されており、それとのトレード
オフ状態となることがあるからである。その場合は、も
う一度論理設計を見直さざるをえない。このように、従
来の設計フローでは、タイミングエラーをなくすと言う
意味での設計ループの収束に長時間を要する点が問題で
ある。
However, even with such control of the net wiring length, there may be some places where timing constraints cannot be observed. This is because, in the layout processing, it is required to observe constraints such as a space for arranging gates and wiring resources, which may be in a trade-off state. In that case, the logical design must be reviewed again. As described above, the conventional design flow has a problem that it takes a long time to converge the design loop in the sense of eliminating a timing error.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のネット配線長の制御だけに頼るレイアウト処理では、
一部のタイミング制約を守れない場合があり、そのタイ
ミングエラー箇所を修正するために論理設計を何度か繰
り返さなければならない。この設計の収束性の悪さは、
回路論理の修正を論理設計で行い、配線長の制御をレイ
アウト設計で行う、というように分離して行っていたか
らである。そこでこの発明は、このような事情に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、回路論
理修正として行われるゲート置換処理をレイアウト処理
の中に組み込んで信号の遅延時間を減少させることによ
り、レイアウト設計時間を短縮することができるレイア
ウト方法を提供することにある。
As described above, in the conventional layout processing relying only on the control of the net wiring length,
Some timing constraints may not be met, and the logic design must be repeated several times to correct the timing error. The poor convergence of this design is
This is because the circuit logic is modified in the logic design and the wiring length is controlled in the layout design. Accordingly, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to reduce a signal delay time by incorporating a gate replacement process performed as a circuit logic correction into a layout process. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a layout method capable of shortening a layout design time.

【0011】[発明の構成][Structure of the Invention]

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、半導体基板上に複数の論理ゲートを配
置し、論理ゲート間を信号配線で接続する半導体集積回
路のレイアウトを行う際に、最大遅延時間の要求仕様に
対する遅延時間余裕度の少ない信号パス系列を構成する
論理ゲートを、この論理ゲートと論理的に等価であり、
かつ駆動能力の高い論理ゲートへ置換すると共に、半導
体基板上の論理ゲートを、この論理ゲートと論理的に等
価であり、かつ駆動能力の低い論理ゲートへ置換し、信
号伝搬遅延時間が減少した場合はこのゲート置換を決定
することを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a method for laying out a semiconductor integrated circuit in which a plurality of logic gates are arranged on a semiconductor substrate and the logic gates are connected by signal wiring. , A logic gate constituting a signal path sequence having a small delay time margin with respect to the required specification of the maximum delay time is logically equivalent to this logic gate,
When the logic gate on the semiconductor substrate is replaced with a logic gate that is logically equivalent to this logic gate and has a lower driving capability, and the signal propagation delay time is reduced. Is characterized in that this gate replacement is determined.

【0013】[0013]

【作用】概略配置処理の終わった時点で、ネット毎の予
想配線長をもとにタイミング解析を行ってクリティカル
パスを抽出し、そのパス上のゲートをドライブ能力の高
いゲートに置換したときのパス遅延時間の減少効果を調
べ、減少があれば置換を受け入れるようにする。またド
ライブ能力の高いゲートをもともと使用している場合、
クリティカルパス上であるなしになかかわらず、ドライ
ブ能力の低いゲートに置換しても遅延時間が増加しなけ
れば、その置換を受け入れるようにする。
At the end of the rough placement processing, a timing analysis is performed based on the estimated wiring length of each net to extract a critical path, and a path when the gate on the path is replaced with a gate having a high drive capability. Investigate the effect of reducing the delay time and accept the replacement if any. Also, if you are originally using a gate with high driving capacity,
Regardless of whether it is on the critical path or not, if the delay time does not increase even if the gate is replaced with a gate having low drive capability, the replacement is accepted.

【0014】さらに、こうしてゲート置換をした後、再
度タイミング解析を行い、もしタイミングエラーがあれ
ば以降のレイアウト処理を中止して論理設計処理にフィ
ードバックする。なお、置換用ゲートとして、ドライブ
能力の異なる論理的等価ゲート、または同一ゲートの複
数個並列接続したゲートを予めライブラリデータに登録
しておくものとする。
After the gate replacement, timing analysis is performed again. If there is a timing error, the subsequent layout processing is stopped and fed back to the logic design processing. Note that, as replacement gates, logically equivalent gates having different drive capacities or a plurality of identical gates connected in parallel are registered in the library data in advance.

【0015】[0015]

【実施例】以下、図面を参照しながらこの発明の実施例
を説明する。最初に、ゲート置換による遅延時間の減少
が得られる仕組みについて説明する。今、信号パス上の
i段目のゲートをドライブ能力の違うものに置換したと
すると、i段目の遅延時間およびi−1段目から見た負
荷容量が変わるので、(1)式にもとづく置換前後の遅
延時間の変化量は、 ΔT=(Ii ’+Ki ’*(Fi +Wi ))−(Ii +Ki *(Fi +Wi ) +(Ii-1 +Ki-1 *(Fi-1 ’+Wi-1 )) −(Ii-1 +Ki-1 *(Fi-1 +Wi-1 )) =ΔIi +ΔKi *(Fi +Wi )+Ki-1 *ΔFi-1 …(2) となる。式中、ダッシュのついているものは、置換後に
変化したパラメータであることを表す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the mechanism by which the delay time can be reduced by gate replacement will be described. If the gate of the i-th stage on the signal path is replaced with a gate having a different drive capability, the delay time of the i-th stage and the load capacitance seen from the (i-1) -th stage change. The change amount of the delay time before and after the replacement is ΔT = (I i ′ + K i ′ * (F i + W i )) − (I i + K i * (F i + W i ) + (I i−1 + K i−1) * (F i-1 '+ W i-1 ))-(I i-1 + K i-1 * (F i-1 + W i-1 )) = ΔI i + ΔK i * (F i + W i ) + K i- 1 * ΔF i-1 (2) In the formula, the one with a dash indicates a parameter changed after the substitution.

【0016】ドライブ能力を高くする場合、ΔKi <0
であるから、ΔT<0すなわち遅延時間を減少させる条
件は、 Wi >−Fi −Ki-1 *ΔFi-1 /ΔKi −ΔIi /ΔKi …(3) となる。逆に言えば、ネットの配線容量すなわち配線長
がある一定値以上のとき、そのネットの出力側ゲートの
ドライブ能力を強化することで、遅延時間短縮が図れる
ことを示している。
When increasing the drive capability, ΔK i <0
Since it is, [Delta] T <0 That condition for reducing the delay time, W i> -F i -K i -1 * ΔF i-1 / ΔK i -ΔI i / ΔK i ... (3) become. Conversely, when the wiring capacitance of the net, that is, the wiring length is equal to or more than a certain value, the delay time can be reduced by enhancing the drive capability of the output gate of the net.

【0017】一方、ドライブ能力を低める場合は、ΔK
i >0であるから、遅延時間を減少させる条件は、 Wi <−Fi −Ki-1 *ΔFi-1 /ΔKi −ΔIi /ΔKi …(4) となる。逆に言えば、ネットの配線容量すなわち配線長
がある一定値以下のとき、そのネットの出力側ゲートの
ドライブ能力を低めることで、遅延時間短縮が図れるこ
とを示している。ただし、(4)式の右辺で常に正値と
なるのは第2項(すなわち、−Ki-1 *ΔFi-1 /ΔK
i )のみであるので、第2項がある程度大きな正値のと
きに限り、配線容量の上限値が意味のあるものとなる。
On the other hand, when the drive capacity is reduced, ΔK
Since i> 0, conditions to reduce the delay time, W i a <-F i -K i-1 * ΔF i-1 / ΔK i -ΔI i / ΔK i ... (4). Conversely, when the wiring capacitance of the net, that is, the wiring length is equal to or less than a certain value, the delay time can be reduced by reducing the drive capability of the output side gate of the net. However, the positive value on the right side of equation (4) is always the second term (ie, -K i-1 * ΔF i-1 / ΔK).
i ) only, the upper limit value of the wiring capacitance becomes significant only when the second term is a somewhat large positive value.

【0018】次に、レイアウト処理手順について説明す
る。図1は、この発明のレイアウト方法に係わる一実施
例の全体フローである。同図から分かるように、ステッ
プ2〜7がレイアウト設計であり、概略配置処理(ステ
ップ2)の終了後にゲート置換処理(ステップ3)を設
け、タイミングエラーの有無をチェックした後(ステッ
プ4,5)、詳細配置処理・配線処理(ステップ6,
7)を行っている。図4に示した従来例との違いは、レ
イアウト設計の中にゲート置換処理乃至タイミングエラ
ーチェック(ステップ3〜5)がある点である。
Next, the layout processing procedure will be described. FIG. 1 is an overall flow of an embodiment according to the layout method of the present invention. As can be seen from the figure, steps 2 to 7 are the layout design, and a gate replacement process (step 3) is provided after the completion of the rough placement process (step 2) to check for a timing error (steps 4 and 5). ), Detailed placement processing / wiring processing (step 6,
7). The difference from the conventional example shown in FIG. 4 is that the layout design includes a gate replacement process or a timing error check (steps 3 to 5).

【0019】ここで、本説明の特徴であるゲート置換処
理をおこなう時点を、概略配置の直後にしているのは、
以下の理由による。(イ)詳細配置処理後にゲート置換
をおこなうと、そのままの配置位置では隣接ゲート間で
回路パターンの重なりが生じるので、これを取り除くた
めの再配置処理が必要となる。このやり直しを避けるに
は、少なくとも詳細配置処理前にゲート置換をおこなわ
なければならない。(ロ)ゲート遅延削減のためのゲー
ト置換をおこなうには、遅延時間計算の精度がある程度
高いこと、すなわちネット配線長の予測精度の高いこと
が必要であるが一方、ネットの配線長はゲートの配置が
決まればほぼ確定され、概略配置段階でその大枠が定ま
る。
Here, the point at which the gate replacement process, which is a feature of the present description, is performed immediately after the general arrangement is as follows.
For the following reasons. (A) If the gate replacement is performed after the detailed layout processing, circuit patterns overlap between adjacent gates at the layout position as it is, so that a rearrangement processing for removing this is necessary. In order to avoid this redo, gate replacement must be performed at least before the detailed placement processing. (B) In order to perform gate replacement to reduce gate delay, it is necessary that the accuracy of the delay time calculation is high to some extent, that is, the prediction accuracy of the net wiring length is high. Once the arrangement is determined, it is almost fixed, and the outline is determined at the approximate arrangement stage.

【0020】次に、ゲート置換(ステップ3)の詳細な
処理フローを、図2を用いて説明する。図2に示したよ
うに、処理の前半(ステップ31〜39)では、ドライ
ブ能力の高いゲートへの置換処理を、処理の後半(ステ
ップ40〜44)では、ドライブ能力の低いゲートへの
置換処理を行っている。なお、ゲート置換においては、
図3に示すように、ライブラリとして登録されているド
ライブ能力の異なる論理的等価ゲート51,52の他、
複数個の同一ゲート52を並列接続したゲート53も置
換対象とする。
Next, a detailed processing flow of the gate replacement (step 3) will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, in the first half of the process (steps 31 to 39), the replacement process with a gate having a high drive capability is performed, and in the second half (steps 40 to 44), the replacement process with a gate with a low drive capability is performed. It is carried out. In addition, in the gate replacement,
As shown in FIG. 3, in addition to logically equivalent gates 51 and 52 registered as libraries and having different drive capacities,
A gate 53 in which a plurality of identical gates 52 are connected in parallel is also a replacement target.

【0021】まず、仮想配線長の算出を行う(ステップ
31)。これは、遅延時間計算のために行うもので、ネ
ットの張る最小矩形の半周長に、ファンアウト数に応じ
た係数を乗じたものなどを使用する。次に、クリティカ
ルパスの抽出を行う(ステップ32)。パッドやレジス
タを相互にむすぶ信号経路のなかで、クロックサイクル
タイムなどに代表される遅延スペックに収まらないパ
ス、あるいは遅延マージンの少ないパスを探索する処理
である。
First, a virtual wiring length is calculated (step 31). This is performed for calculating the delay time, and a value obtained by multiplying a half-perimeter of the minimum rectangle formed by the net by a coefficient according to the number of fan-outs is used. Next, a critical path is extracted (step 32). This is a process of searching for a path that does not fit in delay specifications represented by a clock cycle time or a path with a small delay margin in a signal path that connects pads and registers to each other.

【0022】この後、ドライブ能力の高いゲートへの置
換を行う(ステップ33〜39)。すなわち、遅延時間
の長い順にクリティカルパスを1本とりだし(ステップ
33)、信号伝搬の始点側から順にパスを構成するゲー
トをとりだす(ステップ34)。そして、論理的等価な
ゲートでドライブ能力の高いゲートに置換したときの遅
延時間値を求め、(2)式を用いて置換前に対する遅延
時間の減少量を計算する(ステップ35)。なお、選択
できる置換ゲートが複数種あるときは、各々計算する。
さらに、遅延時間減少があれば、そのゲート置換を受け
入れ、なければもとのままとする(ステップ36,3
7)。遅延時間の減少するゲート置換が複数種あるとき
は、減少量の最大のものを採用する。パスの終端ゲート
に達するまでステップ34〜38を繰り返す。全クリテ
ィカルパスについて処理済みとなるまでステップ33以
降の処理を繰り返す。
Thereafter, replacement with a gate having a high drive capability is performed (steps 33 to 39). That is, one critical path is taken out in descending order of delay time (step 33), and gates constituting the path are taken out sequentially from the starting point of signal propagation (step 34). Then, a delay time value when a logically equivalent gate is replaced with a gate having a high drive capability is obtained, and the amount of delay time reduction before the replacement is calculated using equation (2) (step 35). If there are a plurality of types of replacement gates that can be selected, each is calculated.
Further, if there is a delay time reduction, the gate replacement is accepted, and if not, the gate replacement is left as it is (steps 36 and 3).
7). When there are a plurality of types of gate replacements in which the delay time is reduced, the one with the largest reduction amount is adopted. Steps 34 to 38 are repeated until the end gate of the path is reached. The processing from step 33 onward is repeated until processing has been completed for all critical paths.

【0023】このように、ドライブ能力の高いゲートへ
の置換を行った後、ドライブ能力の低いゲートへの置換
を行う(ステップ40〜44)。まず、チップ上のゲー
トを任意に一個取り出す(ステップ40)。但し、既に
ドライブ能力の高いゲートに置換したものを除く。論理
的等価なゲートでドライブ能力の低いゲートに置換した
ときの遅延時間値を求め、(2)式を用いて置換前に対
する遅延時間の減少量を計算する(ステップ41)。な
お、選択できる置換ゲートが複数種あるときは、各々計
算する。そして、遅延時間減少があれば、そのゲート置
換を受け入れ、なければもとのままとする(ステップ4
2,43)。遅延時間の減少するゲート置換が複数種あ
るときは、減少量の最大のものを採用する。全ゲートに
ついて処理済みとなるまでステップ40以降の処理を繰
り返す。このように、レイアウト設計の中にゲート置換
処理を組み込んでいる。
After replacement with a gate having a high drive capability is performed, replacement with a gate having a low drive capability is performed (steps 40 to 44). First, one gate on the chip is arbitrarily taken out (step 40). However, gates that have already been replaced with gates with high driving capability are excluded. A delay time value when a logically equivalent gate is replaced with a gate having a lower drive capacity is obtained, and the amount of delay time reduction before the replacement is calculated using equation (2) (step 41). If there are a plurality of types of replacement gates that can be selected, each is calculated. If there is a decrease in the delay time, the gate replacement is accepted;
2, 43). When there are a plurality of types of gate replacements in which the delay time is reduced, the one with the largest reduction amount is adopted. The processes from step 40 onward are repeated until all gates have been processed. Thus, the gate replacement processing is incorporated in the layout design.

【0024】最後に、インバーターチェインの場合を例
にとって具体的な効果を説明する。なお、ドライブ能力
の異なる論理的等価ゲートの諸元としては、 を用いている。
Finally, a specific effect will be described by taking the case of an inverter chain as an example. The specifications of logically equivalent gates with different drive capacities include: Is used.

【0025】第1の例は、ドライブ能力の高いゲートへ
の置換処理に関するもので、次のようなゲート接続状況
とする。 今、i段目のゲートを置換対象ゲートとすると、Fi
=2、ΔIi =0.2−0.2=0、Ki-1 =0.02
であるから、 (3)式の右辺=−Fi −Ki-1 *ΔFi-1 /ΔKi −ΔIi /ΔKi =−2−0.02*ΔFi-1 /ΔKi である。
The first example relates to a replacement process with a gate having a high drive capability, and the following gate connection situation is assumed. Now, assuming that the i-th gate is a replacement target gate, F i
= 2, ΔI i = 0.2−0.2 = 0, Ki −1 = 0.02
Since it is the (3) of the right side = -F i -K i-1 * ΔF i-1 / ΔK i -ΔI i / ΔK i = -2-0.02 * ΔF i-1 / ΔK i .

【0026】従ってi段目のゲートIV2をIV4に置
換した場合は、 ΔFi-1 /ΔKi =(4−2)/(0.02−0.04)=−100 であるから、(3)式は、Wi >0となり、この例のW
i =12はこれを満たす。つまり、ドライブ能力強化に
より遅延時間が減少する。そしてその減少量は、 ΔT=ΔIi +ΔKi *(Fi +Wi )+Ki-1 *ΔFi-1 =−0.02*14+0.02*2 =−0.24 である。
Therefore, when the gate IV2 of the i-th stage is replaced with IV4, ΔF i−1 / ΔK i = (4-2) / (0.02-0.04) = − 100. ) Gives W i > 0, and W
i = 12 satisfies this. That is, the delay time is reduced by the enhancement of the driving capability. Then, the decrease amount is as follows: ΔT = ΔI i + ΔK i * (F i + W i ) + K i−1 * ΔF i−1 = −0.02 * 14 + 0.02 * 2 = −0.24

【0027】なお、ドライブ能力の高いゲートへの置換
は、遅延時間減少の代償としてゲート面積増加による集
積度低下を起こすので、この置換はクリティカルパスに
限定して使用することが肝要である。第2の例は、ドラ
イブ能力の低いゲートへの置換処理に関するもので、次
のようなゲート接続状況とする。
It should be noted that replacement with a gate having a high drive capability causes a reduction in integration due to an increase in gate area at the expense of a reduction in delay time. Therefore, it is important to use this replacement only for a critical path. The second example relates to a replacement process with a gate having a low drive capability, and has the following gate connection status.

【0028】 今、i 段目のゲートを置換対象ゲートとすると、Fi
=1、ΔIi =0、Ki-1 =0.08であるから、 (4)式の右辺=−Fi −Ki-1 *ΔFi-1 /ΔKi −ΔIi /ΔKi =−1−0.08*ΔFi-1 /ΔKi である。
[0028] Now, assuming that the i-th gate is a replacement target gate, F i
= 1, ΔI i = 0, K i-1 = from 0.08, (4) the right side of the equation = -F i -K i-1 * ΔF i-1 / ΔK i -ΔI i / ΔK i = −1−0.08 * ΔF i−1 / ΔK i .

【0029】従って、i 段目のゲートIV2をIVに置
換した場合は、ΔFi-1 /ΔKi =(1−2)/(0.
08−0.04)=−25であるから、(4)式は、W
i <1となり、この例のWi =0.4はこれを満たす。
つまり、ドライブ能力低下により遅延時間が減少する。
そしてその減少量は、 ΔT=ΔIi +ΔKi *(Fi +Wi )+Ki-1 *ΔFi-1 =0.04*1.4−0.08*1 =−0.024 である。
Therefore, when the gate IV2 of the i-th stage is replaced with IV, ΔF i-1 / ΔK i = (1-2) / (0.
08−0.04) = − 25, the expression (4) is
i <1, and W i = 0.4 in this example satisfies this.
That is, the delay time is reduced due to the reduction in the drive capability.
Then, the decrease amount is as follows: ΔT = ΔI i + ΔK i * (F i + W i ) + K i−1 * ΔF i−1 = 0.04 * 1.4−0.08 * 1 = −0.024.

【0030】なお、ドライブ能力の低いゲートへの置換
は、通常、ゲート面積減少を伴うので、チップ上のゲー
トに対して遅延時間減少の得られるものすべてを置換す
れば、パフォーマンス向上とともに若干の集積度向上に
役立てることができる。
Note that replacement with a gate having a low drive capability usually involves a reduction in gate area. Therefore, if all of the gates on the chip that can reduce the delay time are replaced, the performance is improved and the degree of integration is increased. It can be used to improve the degree.

【0031】以上のように、ドライブ能力の高いゲート
に置換することにより、クリティカルパスの遅延時間が
圧縮され、回路の動作周波数の向上を得ることができ
る。一方、もともとドライブ能力の高いゲートが使用さ
れている箇所を遅延時間の増加させない範囲でドライブ
能力の低いゲートに置換することで、若干の回路動作周
波数の向上、およびゲート占有面積縮小による集積度向
上が得られる。
As described above, by replacing the gate with a gate having a high drive capability, the delay time of the critical path can be reduced, and the operating frequency of the circuit can be improved. On the other hand, by replacing the places where gates with high drive capability are originally used with gates with low drive capability within the range that does not increase the delay time, the circuit operating frequency is slightly improved and the degree of integration is reduced by reducing the gate occupation area. Is obtained.

【0032】また、ゲート置換をレイアウト設計処理に
導入することで、よりきめ細かなタイミング最適化が図
れる。というもの、ゲート置換は、レイアウト上のネッ
ト接続トポロジー(入出力の接続関係)を変えないの
で、レイアウトの途中結果に大きな影響を与えないでネ
ット配線長制御方式よりも強力にタイミング最適化を図
ることができるからである。この結果、タイミングエラ
ー箇所に係わる設計修正の発生頻度を減らし、設計ター
ンアラウンドタイムを短くできる。
Further, by introducing the gate replacement into the layout design processing, finer timing optimization can be achieved. In other words, since gate replacement does not change the net connection topology (input / output connection relationship) on the layout, the timing optimization is more powerful than the net wiring length control method without significantly affecting the results during the layout. Because you can do it. As a result, it is possible to reduce the frequency of occurrence of the design correction related to the timing error portion and shorten the design turnaround time.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上、説明してきたように、この発明の
半導体集積回路のレイアウト方法によれば、ゲート置換
処理をレイアウト処理の中に組み込んで信号の遅延時間
を減少させている。これにより、タイミングエラーによ
って繰り返されていた設計修正の回数を減少させ、レイ
アウト設計時間を短縮することができる。
As described above, according to the semiconductor integrated circuit layout method of the present invention, the gate replacement processing is incorporated in the layout processing to reduce the signal delay time. As a result, the number of design corrections that have been repeated due to a timing error can be reduced, and the layout design time can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の全体的な処理を示すフローチャートで
ある。
FIG. 1 is a flowchart showing an overall process of the present invention.

【図2】本発明のゲート置換の詳細処理を示すフローチ
ャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a detailed process of gate replacement according to the present invention.

【図3】ゲート置換用の駆動能力の異なるゲートの例を
示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of gates having different driving capabilities for gate replacement.

【図4】従来の設計方法を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a conventional design method.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板上に複数の論理ゲートを配置
し、論理ゲート間を信号配線で接続する半導体集積回路
のレイアウトを行う際に、最大遅延時間の要求仕様に対
する遅延時間余裕度の少ない信号パス系列を構成する論
理ゲートを、この論理ゲートと論理的に等価であり、か
つ駆動能力の高い論理ゲートへ置換し、信号伝搬遅延時
間が減少した場合はこのゲート置換を決定することを特
徴とする半導体集積回路のレイアウト方法。
When laying out a semiconductor integrated circuit in which a plurality of logic gates are arranged on a semiconductor substrate and the logic gates are connected by signal wiring, a signal having a small delay time margin with respect to a required specification of a maximum delay time is used. The logic gate forming the path sequence is replaced with a logic gate which is logically equivalent to the logic gate and has a high driving capability, and when the signal propagation delay time is reduced, this gate replacement is determined. Layout method of a semiconductor integrated circuit.
【請求項2】 半導体基板上に複数の論理ゲートを配置
し、論理ゲート間を信号配線で接続する半導体集積回路
のレイアウトを行う際に、半導体基板上の論理ゲート
を、この論理ゲートと論理的に等価であり、かつ駆動能
力の低い論理ゲートへ置換し、信号伝搬遅延時間が減少
した場合はこのゲート置換を決定することを特徴とする
半導体集積回路のレイアウト方法。
2. When laying out a plurality of logic gates on a semiconductor substrate and laying out a semiconductor integrated circuit connecting the logic gates with signal wiring, the logic gates on the semiconductor substrate are logically connected to the logic gates. And replacing the logic gate with a logic gate having a low driving capability, and determining the gate replacement when the signal propagation delay time is reduced.
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