JP2940950B2

JP2940950B2 - 半導体検証装置

Info

Publication number: JP2940950B2
Application number: JP1225875A
Authority: JP
Inventors: 樹子林
Original assignee: Fujitsu VLSI Ltd; Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu VLSI Ltd; Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-08-31
Filing date: 1989-08-31
Publication date: 1999-08-25
Anticipated expiration: 2014-08-25
Also published as: JPH0389535A

Description

【発明の詳細な説明】〔目次〕概要産業上の利用分野従来の技術（第８図）発明が解決しようとする課題課題を解決するための手段作用実施例第１の一実施例（第１〜３図）第２の第１実施例（第４、５図）第２実施例（第６図）第３実施例（第７図）発明の効果〔概要〕半導体の電気的特性を詳細に検証可能な半導体検証装
置に関し、配線ネットに回路を識別するための識別情報を詳細に
設定することができ、LSIの電気的特性の検証を詳細に
行うことができる半導体検証装置を提供することを目的
とし、論理回路基板上に配置するゲート間の配線ネット
の電気的制約を検証する半導体検証装置において、特定
ゲート出力ピンに発生する配線ネットの電気的制約に関
する識別情報を格納するライブラリを設け、該ライブラ
リを参照して外部信号ピンから伝播してきた識別情報の
代わりに配線ネットの識別情報を設定し、前記配線ネッ
トに設定された前記識別情報に基づいて配線ネットの電
気的制約を検証するように構成する。また、論理回路基
板上に配置するゲート間の配線ネットの電気的制約を検
証する半導体検証装置において、特定ゲート出力ピンに
発生する配線ネットの電気的制約を識別する識別情報
と、前記電気的制約が前記配線ネットの途中で変更する
要因となる条件と、前記条件に基づいて識別情報を演算
する方法を格納するライブラリを設け、該ライブラリを
参照して配線ネットに識別情報を設定し、前記配線ネッ
トに設定された前記識別情報に基づいて配線ネットの電
気的制約を検証するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、半導体検証装置に係り、詳しくは、半導体
のセルパターンを自動配置・配線するに際し、配置・配
線後の半導体の電気的特性を詳細に検証可能な半導体検
証装置に関する。

LSIチップ上に置かれるブロックの配置が定まった後
に、与えられた電気的接続に従ってブロックの端子間を
正しく結線することが配線処理の目的であり、配線ネッ
ト間の絶縁が保たれ、電気的特性の劣化が規格以内であ
る限りにおいては配線パターンの選び方は任意である。

一般に、配線が長すぎると抵抗が大きくなり、電気的
特性を劣化させる。そこで、遅延が問題となりそうな信
号線に関しては、優先的に結線しておき、なるべく短い
配線パターンを与えなければならない。特に、MOS集積
回路において金属とポリシリコンの２層配線が行われる
場合、ポリシリコン層を通る配線区間を短くすることが
重要である。また、スルーホールを経由する回数が多く
なっても抵抗値が大きくなるということにも注意しなけ
ればならない。さらに、高速回路においては、寄生容量
を軽減するために、平行に走る配線の配線の長さを制限
することもある。

ところで、レイアウト設計を行う前の回路設計の段階
では、標準的なトランジスタ・モデルのパラメータを用
い、配線ネットの占める領域は一様に等電位であるとい
う前提のものに回路シュミレーションが行われる。しか
し、実際のパラメータの値はトランジスタを実現した図
形の寸法によって決まるものであり、また配線パターン
に依存して寄生抵抗や寄生容量が介入する。そこで、レ
イアウト設計が不適当であったために、設計者の意図し
た回路特性を劣化させていないかをチェックする必要が
ある。このような電気的特性の検査を行うには、まずレ
イアウト・パターンに依存したトランジスタ・パラメー
タや寄生素子の値を算出した後に再び回路シュミレーシ
ョン・プログラムを用いて回路特性を確認するという手
続きが行われる。但し、回路シュミレーション・プログ
ラムの処理能力の限界により、チップ全体をこの方法で
検査するのは現実的でないので、通常はチップをいくつ
かの機能ブロックに分割して、回路特性の性能に対する
影響度の高い部分だけを検証するという手段が用いられ
る。

〔従来の技術〕

従来この種の論理回路基板上に素子を配置する素子配
置方法では、素子間を結ぶ信号線の長さの総和が最小に
なるように素子を配置するものがある。しかし、この方
法では素子の配置段階で素子間の信号伝播遅延時間が考
慮されないため、後に素子の配置変更等を生ずることが
ある。

上記不具合に対処しようとするものとして、例えば特
公昭64−821号公報に記載されたものがある。このもの
は、論理回路基板上に素子を自動配置するシステムにお
いて、前記論理回路基板上に配置する素子間の信号線の
各々に重みを与え、信号線の長さと該信号線に与えられ
る重みに基づいて前記論理回路基板上の素子の配置を決
定して素子間の信号伝播遅延時間を考慮した素子配置を
行うとしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の半導体検証装置にあ
っては、単に外から素子間の信号線（ネット）に重み
（以下、線種と呼ぶ）を与える構成となっていたため、
各々の信号線に逐一線種を与えなければならないことか
ら、非常に手間がかかることに加え、その線種をセルの
配置等に応じて細分化したり変更することは困難であ
る。特に、内部のネットに対して外からその全てに各々
線種を与えることはそのネット数の多さからいって現実
には不可能に近い。

例えば、従来の半導体検証装置は第８図に示すように
外部信号ピン１、セル２〜６に信号線７が接続され、そ
の信号線７に外から線種“A"を与える構成となってい
る。したがって、特定の外部信号ピン１に線種Ａという
データを与えるだけの態様であるため、特定の外部信号
ピン１は勿論のこと、特性上、別の線種が必要とされる
内部ネット等があると改めてそこで線種の指定を行う必
要がある。このような作業は実際にはネットの数が膨大
なものであることを考慮すれば極めて困難なものとなる
ことが予想される。したがって、上記線種情報をLSIの
電気的特性チェックに用いることは難しい。

LSIの性能向上を図るためにはLSIの電気的特性のチェ
ックをより一層高精度に行う必要があり、配線ネットに
対してより詳細な区分（制約条件）を設定することが望
まれている。

そこで本発明は、配線ネットに回路を識別するための
識別情報を詳細に設定することができ、LSIの電気的特
性の検証を詳細に行うことができる半導体検証装置を提
供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

第１の発明による半導体検証装置は上記目的達成のた
め、論理回路基板上に配置するゲート間の配線ネットの
電気的制約を検証する半導体検証装置において、特定ゲ
ート出力ピンに発生する配線ネットの電気的制約に関す
る識別情報を格納するライブラリを設け、該ライブラリ
を参照して外部信号ピンから伝播してきた識別情報の代
わりに配線ネットの識別情報を設定し、前記配線ネット
に設定された前記識別情報に基づいて配線ネットの電気
的制約を検証するように構成する。また、第２の発明に
よる半導体検証装置は上記目的達成のため、論理回路基
板上に配置するゲート間の配線ネットの電気的制約を検
証する半導体検証装置において、特定ゲート出力ピンに
発生する配線ネットの電気的制約を識別する識別情報
と、前記電気的制約が前記配線ネットの途中で変更する
要因となる条件と、前記条件に基づいて識別情報を演算
する方法を格納するライブラリを設け、該ライブラリを
参照して配線ネットに識別情報を設定し、前記配線ネッ
トに設定された前記識別情報に基づいて配線ネットの電
気的制約を検証するように構成する。

〔作用〕

第１の発明では、ライブラリに配線ネットに回路を識
別するための識別情報が登録され、該ライブラリを参照
して配線ネットに識別情報が設定される。そして、前記
配線ネットに設定された識別情報に基づいて配線ネット
の電気的制約が検証される。

第２の発明では、前記ライブラリに更に電気的制約を
変更する要因となる条件およびその条件に対応する識別
情報が登録される。

したがって、外部から各配線ネットに識別情報を与え
なくても、自動発生源から配線ネットの識別情報が自動
発生し、適当に伝播する。その結果、詳細なチェックが
可能になる。また、第２の発明では同一の規約値を有す
る識別情報であっても電気的制約を変更する要因、例え
ばプルダウン抵抗数、出力DOT数が異なるときは電気的
制約を変更する要因となる条件に基づいて更に適当な識
別情報が自動発生し、伝播する。その結果、LSIの電気
的特性のチェックをより詳細を行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１〜３図は第１の発明に係る半導体検証装置の一実
施例を示す図である。まず、第１図に示す処理フローを
用いて半導体製造における本発明の位置づけを説明す
る。図中Pn（ｎ＝1,2,……）はフローの各ステップを示
している。この図において、P₁で論理回路の動作を与え
られた外部入力信号（テストパターン）を与えて回路動
作をシュミレートし、結果をタイムチャートなどの時刻
毎の信号系列として出力する論理シュミレートを行い、
P₂で自動あるいはマニュアルにより配置・配線処理す
る。次いで、P₃でネット識別情報を設定し、P₄でP₃で設
定したネット識別情報を基にして各電気的特性チェッ
ク、すなわち、配線長チェック、平行配線長チェック、
電圧降下チェックおよび配線容量チェックを行う。ここ
で、ステップP₃、P₄はデザイン・ルール・チェックある
いは特性チェックと呼ばれ、このチェックが終了したデ
ータはマスク作成データとしてステップP₅以降のマスク
製造工程に渡され（図示略）、P₅でマスク製造が行われ
る。

本発明、上記ステップP₃、P₄に示すLSIの電気的制約
チェックを詳細に行うための処理およびその検証装置に
関する。

LSIの性能向上のためには配線長／平行配線長／電圧
降下／配線容量等のチェックの際、同一ゲート出力でも
負荷となる回路の構成により規約値を変えることが必要
となる。これらの電気的制約チェックは将来的にどんど
ん増加する傾向にあるが、それとともに各チェックに対
して詳細にチェックを行うためには、各配線ネットにあ
らかじめ識別情報を設定する機能が不可欠である。本実
施例ではこの識別情報を線種と呼ぶ。線種のうちでもク
ロック系やリセット系のように信号の伝播に対して全体
の回路に影響するものが特に問題となるが、現象（チェ
ック）の精度向上のためにはクロク系も含めて配線ネッ
トに如何に詳細な制限値を設定できるかがポイントとな
る。

原理説明従来例では、線種を外部から与えてそれを内部のセル
のどこまで伝播させるかを機能別に設定していた。した
がって、線種を外から与える構成上、各配線ネット毎に
詳細な線種を与えることは難しくチェックの高精度化が
図れなかった。

本発明は、特定ゲート出力ピンに発生する線種情報や
線種の優先順位情報を所定のライブラリに格納し、該ラ
イブラリからデータを読み出すことにより、外部から線
種を与えなくても高精度な電気的特性チェックを行うも
のである。

したがって、特定の外部信号ピンにつながるネットや
特定のゲート出力ピンにつながるネットに対する規約値
が一般ネットと異なる場合、特定の外部信号ピン・特定
のゲート出力ピンから内部ネットへ線種を伝播させるこ
とになる。

一実施例以下、第２、３図を用いて第１の発明に係る半導体検
証装置の一実施例を具体的に説明する。

第２図において、11は外部信号ピン、12〜18はセル、
19はネットであり、図中Ａ、Ｂ、Ｃは線種（識別情
報）、Ａ、Ｂ、Ｃは線種発生源を示す。後述する第３図
に示す入力データディスク20から外部信号ピン11に設定
された線種情報を読み込むことにより、ネット19に線種
Ａが与えられ、線種Ａは外部信号ピン11から特定の伝播
停止セル15まで伝播する。また、特定ゲート出力ピンに
発生する線種情報および線種の優先順位情報を格納した
ライブラリ21を読み込むことにより、線種Ｂ、Ｃは特定
のゲート出力ピン（この場合はセル15およびセル17）か
ら自動発生し伝播する。ここで、セル18に示すようにセ
ル16およびセル17から複数の線種が伝播してきた場合、
優先順位の高い線種Ｃを伝播する。伝播方向は、原則と
して外部入力ピンから外部出力ピンの方向であるが、例
えば内部にリセット系のセルがあるときなど入力に対し
て入力から元に戻したい場合がある。このような場合、
内部から外に出していく逆ルートの伝播情報源もライブ
ラリ21には格納されている。この情報源を持つことで伝
播した線種を打ち消すために戻すことも可能になる。

したがって、本実施例では、第２図に示すように外部
信号ピン11につながるネットは全て線種Ａが設定され
る。そのため、線種Ａが設定されたネットは全て同一の
規約値でチェックされる。

次に、作用を説明する。

第３図はネット識別情報設定により電気的特性制約チ
ェックのプログラムを示す処理フローである。

プログラムが開始すると、まず、P₁₁で入力データデ
ィスク20から外部信号ピンに設定された線種情報を読み
込み、P₁₂でライブラリ21から特定ゲート出力ピンに発
生する線種および線種の優先順位情報を読み込む。次い
で、P₁₃で外部信号ピンに設定された線種情報に基づい
て外部信号ピンから線種を伝播させ、P₁₄で特定のゲー
ト出力ピンに設定された線種情報および線種の優先順位
に基づいて特定のゲート出力ピンから線種を自動発生さ
せ伝播させる。次いで、P₁₅で各配線ネットに設定され
た線種情報を出力データディスク22に書き込んで処理を
終える。

以上述べたように、本実施例では、特定ゲート出力ピ
ンに発生する線種データと線種の優先順位データが入る
ライブラリ21を設けるようにしている。したがって、外
部から各ネットに線種を与えなくても、ライブラリ21か
らのデータに基づいて特定ゲート出力ピンの自動発生源
から線種が自動発生し、伝播することになる。その結
果、外から何もデータを入れなくても詳細なチェックが
可能になり、作業性が格段に向上するとともに、電気的
にシビアなチェックが可能になる。

なお、本実施例では第１図に示すように本発明をP₃、
P₄でネット識別情報設定および設定した線種でチェック
する態様に適用した例であるが、要はネットに対する情
報であることから上記チェックのみの適用には限定され
ずネット情報を使うところには全て使用可能である。例
えば、第１図に示したステップP₃をステップP₁の前に置
けばP₂の論理シュミレーションのコントロールに用いる
ことができ、また、配置・配線のコントロールに使用で
きる。さらに、図示していないが一般的な回路のシュミ
レーションやレイアウト全般、検証系と全てに適用可能
である。このことは、後述する第２の発明の第２実施例
にあっても全く同様であることは言うまでもない。

ところで、ネットに付くプルダウン抵抗の数や出力DO
T数といった要因により、規約値を変える要求が出てき
ているが、第１実施例では同一の規約値でしかチェック
できない。すなわち、出力にプルダウン抵抗を１個付け
た場合と２個付けた場合とではプルダウン抵抗を介して
流れる電流量に差異があるから後段に接続されたゲート
を駆動できる個数が変わってくるが（出力側をまとめる
出力DOT数の場合も同様である）、第１の発明の一実施
例では同じ規約値でしかチェックできないことから、よ
り詳細な電気的制約チェックを行うことが必要とされる
場合がある。

第４、５図は第２の発明に係る半導体検証装置の第１
実施例を示す図であり、線種の識別が外部ピンでできな
い場合の例である。

第４図において、31、32は外部信号ピン、33〜40はセ
ル、41、42はネットであり、図中Ａ、Ｂ、Ｃは線種、
Ａ、Ｂ、Ｃは線種発生源を示す。本実施例では、第５図
に示すようにライブラリ42に特定のゲート出力ピンに発
生する線種情報および線種の優先順位情報に加えて、更
に、規約値を変更する要因となる条件とその条件に対応
する線種情報、具体的には特定のゲート入力ピンに発生
する線種とその伝播条件を登録しておく。したがって、
第４図に示すように、同一ネット42に外部ピン31、32か
ら複数の線種Ａ、Ｂが伝播している場合、線種Ａまたは
Ｂのうち、優先順位の高い線種を伝播することになる。
優先順位がＡ＞Ｂであれば、ネット42には線種Ａが設定
される。これを、特定のゲート入力ピンにつながるネッ
トには線種Ｃを発生し、伝播条件として線種Ａと線種Ｂ
の伝播しているネットに対してのみ処理するとライブラ
リ42に登録する。ライブラリ42を参照して、特定のゲー
ト入力ピンから線種Ｃを発生・伝播することにより、線
種の識別を内部ゲートで行う。すなわち、第１の発明の
一実施例では、ＡはＢよりＡを優先するか、ＢはＡより
優先するかという優先順位によるものであったが、本実
施例はＡ・（アンド）ＢのときはＣを発生するという演
算方法を導入している点が特徴となっている。換元すれ
ば、線種ＡとＢに基づいて線種Ｃを発生する演算機能を
付加したということである。

以上の構成において、第５図はネット識別情報設定に
よる電気的特性制約チェックのプログラムを示す処理フ
ローである。本フローの説明に当たり、第１の発明の一
実施例の第３図のプログラムと同一処理を行うステップ
には同一番号を付しての説明を省略し、異なるステップ
には○印で囲むステップ番号を付してその内容を説明す
る。

第５図のフローにおいて、P₁₁で外部信号ピンに設定
された線種情報を読み込み、P₂₁でライブラリ42から特
定のゲート出力ピンに発生する線種、線種の優先順位、
特定のゲート入力ピンに発生する線種およびその線種の
伝播条件を読み込む。P₁₄で特定のゲート出力から自動
発生させ伝播させると、P₂₂で特定のゲート入力から自
動発生させ伝播させる。次いで、P₂₃で上述した演算機
能により新たな線種を自動発生させることによって細分
化した線種が設定される。

したがって、本実施例によれば、Ａ・（アンド）Ｃの
とき“D"ということも可能である。すなわち、自動発生
したものに対し、更に外からの条件で別のより詳細な規
約（区分）ができる。詳細区分ができるということはよ
り高精度な特性チェックができることを意味し、例えば
Ａ＋Ｂ＝Ｃ、Ａ＋Ｃ＝Ｄ、Ｃ＋Ｄ＝Ｅといった線種の発
生ができ、条件設定で自動発生したものと自動発生した
ものとで更に新しい規約を作ることができる。従来例で
あっても、外部から内部のネットに対してＣとかＤとか
の線種を指定することが可能のようにも考えられるが、
実際にはこのように一つ一つ指定する態様では何万ネッ
トにも及ぶネット数では現実的ではない。これに対し、
本実施例では所定の条件設定をしておけば人間の手を煩
わせることなく確実に極めて詳細な線種が指定できるの
で、半導体検証装置の性能向上に寄与するところが大き
い。

第６図は第２の発明に係る半導体検証装置の第２実施
例を示す図であり、プルダウン抵抗の数で規約値が異な
る場合の例である。

第６図において、51は外部信号ピン、52〜54はセル、
55はネットである。第６図に示すように、外部ピン51か
ら線種Ａが伝播している。線種Ａがプルダウン抵抗RPの
数で規約値が異なる場合、ライブラリ42に線種ＡはRP＝
１の時、線種ARP1、RP＝２の時、線種ARP2であると登録
する。そして、ライブラリ42を参照して、線種の細分化
を行う。

したがって、プルダウン抵抗数といった同一規約値の
ものであってもそのプルダウン抵抗数に応じて線種を変
えることができ、第１実施例と同様にLSIの電気的特性
を詳細にチェックすることができる。

第７図は第２の発明に係る半導体検証装置の第３実施
例を示す図であり、出力DOTの数で規約値が異なる場合
の例である。

第７図において、61は外部信号ピン、62〜64はセル、
65はネットである。第７図に示すように外部ピン61から
線種Ａが伝播している。線種Ａが出力DOTの数で規約値
が異なる場合、ライブラリ42に線種Ａは出力DOT＝２の
時、線種ADOT2であると登録する。そして、ライブラリ4
2を参照して線種の細分化を行う。

したがって、DOT数といった要因で同一規約値のもの
であっても第２実施例と同様の効果を得ることができ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、配線ネットに回路を識別するための
識別情報を詳細に設定することができ、LSIの電気的特
性の検証を詳細に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は第１の発明に係る半導体検証装置の一実施
例を示す図であり、第１図はその半導体製造における本発明の位置づけを説
明するためのフローチャート、第２図はその線種の伝播を示す図、第３図はその電気的特性制約チェックのプログラムを示
すフローチャート、第４、５図は第２の発明に係る半導体検証装置の第１実
施例を示す図であり、第４図はその線種の識別が外部ピンで出来ない場合の線
種の伝播を示す図、第５図はその電気的特性制約チェックのプログラムを示
すフローチャート、第６図は第２の発明に係る半導体検証装置の第２実施例
を示すプルダウン抵抗の数で規約値が異なる場合の線種
の伝播を示す図、第７図は第２の発明に係る半導体検証装置の第３実施例
を示す出力DOT数で規約値が異なる場合線種の伝播を示
す図、第８図は従来の半導体検証装置の線種の伝播を示す図で
ある。 11、31、32、51、61……外部信号ピン、 12〜18、33〜40、52〜54、62〜64……セル、 19、41、42、55、65……ネット、 20……入力データディスク、 21、42……ライブラリ、 22……出力データディスク、Ａ、Ｂ、Ｃ……線種（識別情報）、Ａ、Ｂ、Ｃ……線種発生源。

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

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】論理回路基板上に配置するゲート間の配線
ネットの電気的制約を検証する半導体検証装置におい
て、特定ゲート出力ピンに発生する配線ネットの電気的制約
に関する識別情報を格納するライブラリを設け、該ライブラリを参照して外部信号ピンから伝播してきた
識別情報の代わりに配線ネットの識別情報を設定し、前
記配線ネットに設定された前記識別情報に基づいて配線
ネットの電気的制約を検証することを特徴とする半導体
検証装置。
【請求項２】論理回路基板上に配置するゲート間の配線
ネットの電気的制約を検証する半導体検証装置におい
て、特定ゲート出力ピンに発生する配線ネットの電気的制約
を識別する識別情報と、前記電気的制約が前記配線ネッ
トの途中で変更する要因となる条件と、前記条件に基づ
いて識別情報を演算する方法を格納するライブラリを設
け、該ライブラリを参照して配線ネットに識別情報を設定
し、前記配線ネットに設定された前記識別情報に基づい
て配線ネットの電気的制約を検証することを特徴とする
半導体検証装置。