JP2943358B2

JP2943358B2 - 配線設計装置

Info

Publication number: JP2943358B2
Application number: JP3042715A
Authority: JP
Inventors: 勝則谷
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1991-02-13
Filing date: 1991-02-13
Publication date: 1999-08-30
Anticipated expiration: 2014-08-30
Also published as: JPH04259072A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、配線設計装置に利用さ
れ、特に、プリント基板および集積回路における端子間
の結線を端子を起点として水平および垂直の線分を発生
させることによって行う配線設計方式を有する配線設計
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板および集積回路の配線設計
において、２端子間を結ぶ配線経路を見いだそうとする
とき、線分探索手法と呼ばれる次のような配線設計方式
を用いるのが一般的である。

【０００３】すなわち、まず、各端子に対してそれを通
る水平線分および垂直線分（線０次線分）を、配線の通
過が禁止されている領域（以下、通過禁止領域とい
う。）あるいは所定の配線領域の外枠に到達するまで伸
ばす。例えば、図６において端子Ａおよび端子Ｂを結ぶ
配線経路を見いだそうとする場合には、端子Ａを通る４
本の第０次線分21〜24と、端子Ｂを通る４本の第０次線
分25〜28とを発生する。

【０００４】次に、第ｉ次線分（ｉ＝０、１、２、…、
ｉの値をレベルという。）に直交する線分（第（ｉ＋
１）次線分）を発生するという操作を、一方の端子を源
とする線分ともう一方の端子を源とする線分が交差する
か、あるいはｉの値が所定値を越えるまで続ける。第ｉ
次線分から第（ｉ＋１）次線分を配線させるときには、
第（ｉ＋１）次線分が所定の間隔をもって第ｉ次線分を
横切るように複数本発生させるのが普通である。線分が
交差して終了した場合には、交差した点を始点として各
端子まで線分を発生させた順と逆順にたどっていくこと
によって経路が確定する。また、ｉが所定値を越えた場
合には、配線経路が存在しないものとして終了する。

【０００５】図６の例においては、第０次線分21に対し
て２本の第１次線分29および30を、第０次線分28に対し
て第１次線分31および32を発生させる。このとき、端子
Ａを源とする第１次線分29と、端子Ｂを源とする第１次
線分31が点Ｃにおいて交差するので、すなわち、端子Ａ
とＢを結ぶ配線経路が見つかったので線分発生を終了
し、点Ｃを始点として第１次線分29および第０次線分21
をたどって端子Ａまで、また、第１次線分31および第０
次線分28をたどって端子Ｂまで戻ることによって、点Ｃ
を通るような端子ＡとＢ間の配線経路が求められる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上、説明した従来の
配線設計装置の有する配線設計方式に基づいて配線設計
を行う際、複雑な（折れ曲がり数の多い）経路も見いだ
せるようにしようとすると、線分発生の最大次数（ｉの
最大値）を大きく設定しなければならない。しかし、こ
うすることによって、非常に長い迂回を含んだ経路を導
くような線分（二つの端子を囲む矩形から遠くにある線
分）も多数発生させ、また、その数がｉの値に関して指
数関数的に増大するために計算時間が飛躍的に長くなっ
てしまう。このため、実際には、経路探索のための領域
を限定し（以下、この限定された発生領域を「フレー
ム」という。）、最大次数を大きくしても線分発生数が
爆発的に増大しないようにしてから線分を発生させる方
法が採られるが、結線可能性を保存できない欠点があ
る。すなわち、フレームを設定しなかった場合に結線で
きたものが、フレームを設定することによって結線でき
なくなる可能性がある。さらに、結線可能性を保存でき
るようにフレームを設定することは非常に困難である。

【０００７】本発明の目的は、前記の欠点を除去するこ
とにより、結線可能性を保存し、かつ処理時間が短くな
る配線設計方式を有する配線設計装置を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、２次元平面上
に位置する二つの端子間の配線において、二つの端子の
座標と通過禁止領域の集合とを入力し、各端子を通る水
平および垂直の線分を発生し、以後発生した線分上の点
からこの線分に直交する線分を順次発生させていく手段
を備えた配線設計装置において、配線領域を複数の小領
域に分割し各領域に割り当てるコストを計算し格納する
領域コスト計算手段と、次に発生すべき線分の始点と方
向を、コスト最小でかつ未探索の領域内にあるものをす
べて求めて格納する発生線分計算手段と、この発生線分
計算手段によって与えられた始点の集合の中から相手側
端子までの距離が最小である始点を選択する線分始点選
択手段と、この線分始点選択手段により選択された始点
から与えられた方向に線分を発生させ、両端子から発生
させた線分が交差したか否かを判定し、交差している場
合には両端子間の配線経路を求める線分交差判定手段と
を備えたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】領域コスト計算手段は、配線領域を複数の小領
域に分割し、例えば、フレーム内のコストを０、フレー
ム外のコストを５のように、フレーム内のコストをフレ
ーム外のコストより小さく設定する。発生線分計算手段
は、次に発生すべき始点としてコスト最小でかつ未探索
の領域内にあるものをすべて求めて格納する。そして、
線分始点選択手段によりこの格納された始点の集合の中
から相手側端子に最も近い始点を選択し、線分交差判定
手段によりこの選択された始点から線分を発生し、相手
側からの線分と交差させ両端子間の配線経路を求める。

【００１０】従って、発生線分計算手段は次に発生すべ
き始点としてフレーム内の点が優先して選ばれ、線分発
生の数が限定され、結果として処理時間を短縮するとと
もに結線可能性を保存することが可能となる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１２】図１は本発明の一実施例を示すブロック構
成図である。本実施例は、２次元平面上に位置する二つ
の端子間の配線において、二つの端子の座標と通過禁止
領域の集合とを入力し、各端子を通る水平および垂直の
線分を発生し、以後発生した線分上の点からこの線分に
直交する線分を順次発生させていく手段を備えた配線設
計装置において、

【００１３】本発明の特徴とするところの、配線領域を
複数の小領域に分割し各領域に割り当てるコストを計算
し格納する領域コスト計算手段としての領域コスト計算
部１および領域コスト記憶部７と、次に発生すべき線分
の始点と方向を、コスト最小でかつ未探索の領域内にあ
るものをすべて求めて格納する発生線分計算手段として
の発生線分計算部２および始点記憶部８と、この発生線
分計算部２によって与えられた始点の集合の中から相手
側端子までの距離が最小である始点を選択する線分始点
選択手段としての線分始点選択部３と、この線分始点選
択部３により選択された始点から与えられた方向に線分
を発生させ、両端子から発生させた線分が交差したか否
かを判定し、交差している場合には両端子間の配線経路
を求める線分交差判定手段としての線分交差判定部４お
よび線分記憶部９とを備え、さらに、制御手段として、
主制御部５および副制御部６を備えている。

【００１４】次に、本実施例の動作について図２に示す
流れ図を参照して説明する。

【００１５】始めに、領域コスト計算部１は、端子座標
を読み込んで（ステップＳ１）、端子を囲む最小矩形
（水平辺および垂直辺からなるもの）を求め、それを所
定値だけ４方向へ拡げたものをフレームとし、フレーム
内およびフレーム外の領域に対して、所定のコストを付
随させ、領域コスト記憶部７に領域およびそれに付随す
るコストを登録する（ステップＳ２）。ここで、例え
ば、フレーム内のコストを０、フレーム外のコストを５
というように、フレーム内のコストをフレーム外のコス
トより小さくしておけば、発生線分計算部２においてフ
レーム内の点が優先して選ばれることになる。

【００１６】発生線分計算部２は、線分発生レベルｉを
０に設定し（ステップＳ３）、その設定レベルが所定の
最大レベルより大であるか否かを判定し（ステップＳ
４）、最大レベル以上であれば経路なしとして終了す
る。最大レベル以下のときは、始点記憶部８をクリアし
（ステップＳ５）、次に、指定されたレベルにおいて発
生すべき線分の始点のうち、コスト最小かつ未探索の領
域内にあるものすべてを求め、各点に関して座標値、発
生方向、およびどちらの端子を源とする線分の始点であ
るかを表すフラグを始点記憶部８に登録する（ステップ
Ｓ６）。ここで、第（ｉ＋１）次線分は、第ｉ次線分を
所定の間隔で横切るように発生させるものとする。

【００１７】次に、線分始点選択部３は、始点記憶部８
に点が格納されているかいないかを判定する（ステップ
Ｓ７）。もし格納されていないときは、未探索領域があ
るか否かを判定し（ステップＳ８）、まだ未探索領域が
あれば、ステップＳ５に戻り、ないときにはレベルｉを
ｉ＋１にしてステップＳ４に戻る。そして、始点記憶部
８に始点が格納されているときには、格納されている始
点の中で、その始点から相手端子までの距離が最小であ
る始点Ｐを、それに付随する属性値（方向、フラグ）と
ともに一つ取り出す（ステップＳ10) 。

【００１８】次に、線分交差判定部４は、線分始点選択
部３によって得られた一つの始点Ｐからその点に付随し
た方向に線分を発生して、点に付随したフラグとともに
線分記憶部９に登録し、次に、線分記憶部９に登録され
ている線分で他方の端子を源とするものと交差するか否
かを判定する（ステップＳ12) 。そして交差しないとき
にはステップＳ７に戻り、交差するときには交差点から
線分を逆にたどることによって配線経路を求めて終了す
る（ステップＳ13) 。

【００１９】なお、主制御部５は、領域コスト計算部１
を起動し、続いて経路探索を行うために副制御部６を呼
び出す。また、副制御部６は、レベル０から順に、各レ
ベルにおいて、発生線分計算部２を呼び出し、続いてそ
のレベルに関する経路探索を行うために線分始点選択部
３および線分交差判定部４を、そのレベルでの未探索の
小領域がなくなるまで繰り返し起動する。

【００２０】なお、本実施例において、領域を前述のよ
うにフレーム内外の別による２分割のほかに、いろいろ
な分割を行うことができる。図３はその他の分割例を示
す説明図である。図３に示すように、フレーム内外の別
による２分割に加えて、各小領域をさらに２分割し、合
計四つの小領域14〜17を導入したものである。図３にお
いて、点10および11は端子ＡおよびＢ、12はフレーム、
ならびに直線13は二つの端子ＡおよびＢを結ぶ線分の垂
直二等分線からなる分割線である。

【００２１】この分割においては、各小領域14〜17に対
して各端子別のコストを付随させる。なお、以下の説明
においては、与えられた二つの端子10および11をそれぞ
れ点Ａおよび点Ｂとする。

【００２２】領域コスト計算部１は、図３に示すように
領域を分割し、各領域に所定のコストを付随させ、領域
コスト記憶部７に、領域およびそれに付随するコストを
登録する。ここで、コストを以下のように選べば、フレ
ーム内でかつ相手方の端子に近い始点が優先されて探索
されるようになる。端子10に関して、小領域16のコスト＜小領域15のコスト＜小領域14のコスト、小領域17のコスト端子11に関して、小領域15のコスト＜小領域16のコスト＜小領域14のコスト、小領域17のコスト

【００２３】発生線分計算部２は、始点記憶部８に蓄え
られている始点Ｐの中で、その始点が属する領域に付随
する２種類のコスト（点Ａに関するものをＣＡ、点Ｂに
関するものをＣＢとする）のうち、選択された始点Ｐが
点Ａに関わるものであれば、ＣＡ、点Ｂに関わるもので
あればＣＢが最小であるものをそれに付随する属性値
（方向、フラグ）とともに一つ取り出す。

【００２４】図４は本実施例と従来例による第１次線分
の発生数を比較した説明図である。図４において、12は
フレーム、13は分割線および33は通過禁止領域である。
端子10と11とを結ぶ配線経路を求めるのに、端子10から
出る垂直な第１次線分は、従来法では、図中の第１次線
分29および30で、合計31本であるが、本実施例では図３
に示した分割法を用いると、第１次線分30の計10本で済
み、かつ、この10本の中に最終的な配線経路を生み出す
ものがある。

【００２５】また、本実施例によると、図５のように、
フレーム内の探索のみでは見いだせないような経路も詳
細は省くが、計算時間は長くなるが見いだすことができ
る。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、配線領
域をいくつかの小領域に分割し各領域にコストを導入す
ることによって、従来法では発生レベル (折れ曲がり
数) でしか制御できなかった線分の発生順序をより細か
く制御することができ、入力に応じた優先的な経路探索
を行うことができる。フレーム内のコストをフレーム外
のそれより小さくしておけば、フレーム内から伸びる線
分が優先的に発生せれ、これによって、経路がフレーム
内で見つかった場合には従来法より計算時間を短くで
き、さらに、フレーム内での限定的な経路探索に起因し
て従来法で生じていた結線可能性の非保存という欠点も
解消できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部を示すブロック構成
図。

【図２】その動作を示す流れ図。

【図３】本実施例の分割例を示す説明図。

【図４】実施例と従来例による第１次線分の発生を比
較して示した説明図。

【図５】実施例と従来例の適用可否を比較して示した
説明図。

【図６】従来例による配線法を示す説明図。

【符号の説明】

１領域コスト計算部２発生線分計算部３線分始点選択部４線分交差判定部５主制御部６副制御部７領域コスト記憶部８始点記憶部９線分記憶部 10、11 端子 12 フレーム 13 分割線 14〜17 小領域 21〜28 第０次線分 29〜32 第１次線分 33 通過禁止領域Ｓ１〜Ｓ13 ステップ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２次元平面上に位置する二つの端子間の
配線において、二つの端子の座標と通過禁止領域の集合
とを入力し、各端子を通る水平および垂直の線分を発生
し、以後発生した線分上の点からこの線分に直交する線
分を順次発生させていく手段を備えた配線設計装置にお
いて、配線領域を複数の小領域に分割し各領域に割り当
てるコストを計算し格納する領域コスト計算手段と、次
に発生すべき線分の始点と方向を、コスト最小でかつ未
探索の領域内にあるものをすべて求めて格納する発生線
分計算手段と、この発生線分計算手段によって与えられ
た始点の集合の中から相手側端子までの距離が最小であ
る始点を選択する線分始点選択手段と、この線分始点選
択手段により選択された始点から与えられた方向に線分
を発生させ、両端子から発生させた線分が交差したか否
かを判定し、交差している場合には両端子間の配線経路
を求める線分交差判定手段とを備えたことを特徴とする
配線設計装置。