JP2970567B2

JP2970567B2 - 配線電流密度低減システム

Info

Publication number: JP2970567B2
Application number: JP9000999A
Authority: JP
Inventors: 和史中村
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-01-08
Filing date: 1997-01-08
Publication date: 1999-11-02
Anticipated expiration: 2017-01-08
Also published as: JPH10199982A; US6308310B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は配線電流密度低減シ
ステムに関し、特にＬＳＩ（ＬａｒｇｅＳｃａｌｅ
ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）内部の配線に
ついての配線電流密度低減システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＬＳＩのレイアウト設計は、刊
行物「論理装置のＣＡＤ」（樹下行三（編者），情報処
理学会，昭和５６年３月２０日発行）の３１〜６２頁に
記載されているように、ＣＡＤ（ＣｏｍｐｕｔｅｒＡ
ｉｄｅｄＤｅｓｉｇｎ）を用いて行われる。

【０００３】近年、ＬＳＩの製造プロセスの微細化に伴
う設計回路の大規模化、高密度化が進んでいる。このた
め、集積度の向上につれて、回路を構成する配線に流れ
る電流の電流密度がある程度大きい箇所においては、エ
レクトロマイグレーション（ＥｌｅｃｔｒｏＭｉｇｒ
ａｔｉｏｎ；以下、ＥＭ）等による配線の溶断が生じる
おそれが多くなってきている。

【０００４】一般に、電流密度が大きく、ＥＭ等の影響
により配線が断線する可能性が大きいのは、大電流が流
れる場合の配線断面積がボトルネックとなる場所であ
る。例えば、ブロック内配線や、電源供給配線及び信号
配線などである。ここで、「ブロック」とは、フリップ
フロップ（Ｆ／Ｆ）やゲート等、論理回路を構成してい
る全ての素子の総称である。

【０００５】従来そのような電流密度が大きいために断
線の可能性があるネットについては、レイアウト処理後
に配線パターンを人手で修正していた。また、配線長の
大きいネットを発生させないように、予め人手で配置配
線設計を工夫することもあった。

【０００６】ブロック内配線については、例えば、特開
平４−２４２９５９号公報に示されているように、レイ
アウト処理後に配線の電流密度を計算し、その電流密度
の応じて配線の幅を大きくすることによりＥＭ等による
断線を避ける手法も行われている。

【０００７】また、電源供給配線については、予め配線
の幅を大きくしておき、電流密度を低減する手法が一般
的である。例えば、特開平２−１８８９４３号公報で示
されている方法のように、電源給電単位毎に消費電力を
計算して、必要な場所のみ電源給電線の幅を広げる手法
が知られている。また、特開平４−３６５３５０号公報
に示されている方法のように、電源給電単位内に配置さ
れるブロックの消費電力の合計を制限値以下にするよう
配置処理の際に考慮することにより、電源給電線の電流
密度を低減し、ＥＭ等による断線を避ける方法も知られ
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術にお
いては、配線の電流密度を計算した後、ＥＭ等による断
線する可能性のあるネットの配線結果を人手で修正しな
ければならない。このため、人手による配線修正工数が
多大である上に、修正するネットの配線長そのものが長
いため配線混雑の度合いによっては配線修正だけではＥ
Ｍによる断線の可能性を除去、改善しきれない場合があ
るという欠点がある。

【０００９】また、ＥＭ等による断線を起こす可能性の
あるネットを発生させないように予め人手で配置配線設
計を工夫しておく必要がある。このため、人手配置配線
作業に多大な工数を必要とし、かつ論理設計段階から予
めレイアウト（フロアプラン）を意識する必要があり、
それが設計の制約となって設計の困難さが増して所要工
数が増大するという欠点がある。

【００１０】さらにまた、レイアウト処理後にブロック
内配線の電流密度に応じて配線の幅を広げるだけでは、
電流密度の低減に限度がある。すなわち、例えば特開平
４−２４２９５９号公報に示されているようなブロック
内配線の幅を広げる手法の場合、ブロックの面積等によ
る制約があるため、配線の電流密度が大きい場合に必要
なだけ幅を広げる領域を確保できないことがある。この
ため、配線の電流密度を低減させることができるとは限
らないという欠点がある。

【００１１】さらに、電源給電線においても、レイアウ
ト処理後に電流密度に応じて配線の幅を広げることに
は、限度がある。すなわち、例えば、特開平２−１８８
９４３号公報に示されているような電源給電配線の幅を
広げる手法をとるためには、その配線領域を確保するた
めにその周辺の配置済ブロックや、既配線を移動させな
ければならない。しかし、配線が混雑している領域にお
いては、周辺の配置済ブロックや、既配線を移動させて
配線を広げるための領域を確保できないため、配線の電
流密度を低減させることができるとは限らないという欠
点がある。

【００１２】なお、例えば特開平４−３６５３５０号公
報に示されているような電源給電単位でいくつかのブロ
ックをまとめて電源給電線の電流密度を計算して、電源
給電単位内に配置するブロックを制限する手法では、電
源給電線の電流密度過多による断線は防止することがで
きるが、電源給電線以外の配線については考慮していな
い。このため、電源給電線以外のブロック内配線、信号
配線等についてＥＭ等による断線の可能性が生じている
場合には、改善、修正することができないという欠点が
ある。

【００１３】本発明は上述した従来技術の欠点を解決す
るためになされたものであり、その目的はＬＳＩのレイ
アウト設計において、ＥＭ等による配線の電流密度過多
による溶断を自動的に防止することのできる配線電流密
度低減システムを提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明による配線電流密
度低減システムは、集積回路を構成する配線についての
電流密度を算出する電流密度算出手段と、この算出値が
所定制限値より大なる配線に電流密度を低減するバッフ
ァを挿入するバッファ挿入手段とを含むことを特徴とす
る。

【００１５】また、本発明による他の配線電流密度低減
システムは、前記バッファ挿入手段により前記配線に挿
入されたバッファの配置によって影響を受ける他の配線
についての位置を修正する修正手段を更に含むことを特
徴とする。

【００１６】さらにまた、本発明による他の配線電流密
度低減システムは、前記バッファ挿入手段により挿入さ
れたバッファの配置によって位置が重なった２つのブロ
ックの少なくとも一方の位置をずらす配置エラー除去手
段を更に含むことを特徴とする。

【００１７】すなわち、本システムでは、全ネットある
いは一部ネットについて、そのネットの配線形状から配
線の電流密度を計算し、予め配線に使用される材料や配
線の断面積等から計算された配線の電流密度の制限値と
比較することにより、電流密度過多による配線の断線を
起こす可能性のあるネットを検出しているのである。そ
して、検出されたネットに対して電流密度を低減可能な
１つ以上の中継バッファを選択し挿入（論理変更）し、
この挿入された中継バッファを実配線経路上もしくはそ
の近傍の配置可能な場所でかつ電流密度の低減が可能な
位置に配置しているのである。また、中継バッファの挿
入と配置とによって分割されたネットの配線及び中継バ
ッファの挿入と配置とによって影響を受ける（配線ショ
ート等の設計規則エラーを起こす）他のネットの再配線
を行い、自動で配線の電流密度の低減ができる。さらに
また、配線の電流密度の低減を行うことにより、ブロッ
クを流れる電流量も低下させることになるため、ブロッ
クへ電源を供給している電源供給配線の電流密度の低減
も可能になる。

【００１８】さらに、挿入された中継バッファを電流密
度の低減が可能な位置に配置する場合に、その対象配置
位置に他のブロックが存在しても近傍の配置可能位置を
探すのではなく配置エラーを許して重ねて配置し、配置
された中継バッファが配置エラーを起こしている場合に
その重なりを除去するようにブロックの配置をずらすこ
とにより、より理想的な配置位置への中継バッファの配
置が可能になり、より精度の高い電流密度の低減が実現
できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２０】図１は本発明による配線電流密度低減シス
テムの実施の形態を示すブロック図である。

【００２１】図において、本実施形態による配線電流密
度低減システムは、回路を構成するブロック間の論理接
続情報１０８並びにブロックの配置結果やブロック間接
続の配線結果、配線の電流密度解析に使用する配線の電
流密度制限値等の物理情報１０９を入力するための論理
／物理情報入力部１０２と、全ネットあるいは一部ネッ
トについてネットの隣接の配線結果と電流密度制限値情
報を用いて電流密度過多のために断線する可能性のある
ネットを検出する電流密度解析部１０３と、この電流密
度解析部１０３による電流密度解析で検出された断線の
おそれがあるネットに対して電流密度を低減可能な１つ
以上の中継バッファを選択し挿入する中継バッファ挿入
部１０４と、この中継バッファ挿入部１０４によりネッ
トに挿入された中継バッファをそのネットの実配線結果
の経路上もしくはその近傍の配置可能な場所でかつその
ネットの電流密度の低減が可能な位置に配置する中継バ
ッファ配置部１０５と、この中継バッファの挿入と配置
とによって分割されたネットの配線及び中継バッファの
挿入と配置とによって影響を受ける（配線ショート等の
設計規則エラーを起こす）他のネットの配線について再
配線を行うインクリメンタル配線部１０６と、配置配線
結果を出力する出力部１０７と、以上の各部を制御する
制御部１０１とを含んで構成されている。

【００２２】図２に示されているような、ブロック２０
４，２０５及びそれらのブロック間を接続するネット２
０１〜２０３からなる論理接続関係の一部分を例に説明
する。この例は論理の一部を表しているが、配置配線処
理は回路全体について行われるものとする。

【００２３】従来のレイアウト手法を用いて配置配線処
理を行った結果、ネット２０１、ネット２０２、ネット
２０３の制約、周辺にある他の配線の配線結果３０２，
３０３の制約などから、例として図３に示されているよ
うな配置配線結果が得られたとする。図３において、配
線結果３０１は、ネット２０１の配線結果である。この
時、従来手法では配線の電流密度を特に考慮していない
ものとする。

【００２４】一般に、配線の電流密度は、配線を流れる
電流値を配線の断面積で割ることにより計算することが
できる。このため、配線に流れる電流を減らすことで電
流密度を低減させることができる。配線に流れる電流
は、配線容量Ｃを引き数とする単調増加関数ｆ（）で表
される。すなわち、Ｉ＝ｆ（Ｃ）…（１）である。従って、ある配線の断面積を変更せずに流れる
電流を減少させて電流密度を低減するには、ネットの配
線容量を低減すれば良いことになる。

【００２５】まず、ブロック間の通常信号配線に流れる
電流の計算式を以下のような式で近似する。

【００２６】Ｉ＝ｆ₁（Ｃ）＝α・Ｃ…（２）なお、（２）式において、αは回路の動作周波数と電源
電圧との積である。

【００２７】ここで、図３の例で、配線格子３０４の１
マスの辺の長さを縦横とも１とし、長さ１当たりの配線
の容量をｃとする。次に、ネット２０１に流れる電流Ｉ
₂₀₁を上記の式（２）に従って計算すると、図３の配線
結果３０１より、ネット２０１の長さは１１であるた
め、Ｉ₂₀₁＝１１α・ｃ…（３）となる。配線が途中で分岐する場合は、分岐点以降の配
線には電流が分散されて流れる。このため、ブロックの
出力端子から分岐点までの配線がボトルネックになる。

【００２８】ここで、ネット２０１のような信号配線に
流れる電流の制限値（配線の材料や、配線の幅や高さ等
から計算された値）が例えば１０α・ｃであるとする
と、ネット２０１は電流密度制限を超過しているため、
ＥＭ等の影響のためにブロックの出力端子から配線の分
岐点までといったような配線のボトルネックとなってい
る場所で断線するおそれがあることになる。

【００２９】本配線電流密度低減システムでは、図１の
制御部１０１の制御のもとに以下の各部の処理が実行さ
れる。

【００３０】まず、図１の論理／物理情報入力部１０２
によって、ブロック間の論理接続情報１０８、ブロック
の配置結果やブロック間接続ネットの配線結果や、電流
密度制限値等の物理情報１０９が入力される。入力され
た各情報は図１中の各部によって参照／更新される。配
置配線結果の物理情報としては、例えば従来手法でレイ
アウトされた図３の結果が入力される。

【００３１】ここで、図３に示されているレイアウトデ
ータを保持する場合、いろいろな記憶方法が考えられ
る。例えば、各ブロックについては、ブロックの配置座
標を保持する。ブロック間の配線については、配線の始
点、終点、分岐点、折れ曲り点等の座標値や、配線の
幅、高さなどを物理情報１０９として保持する。すなわ
ち、物理情報１０９は、配置配線ファイルとライブラリ
ファイルとの２つのファイルから構成されている。

【００３２】配置配線ファイルは、ブロックの配置情報
とネットの配線情報とから構成される。ブロックの配置
情報は、ブロック名とその配置情報とを記述したもので
ある。例えば、ブロックＡが（１００，２００）の座標
位置に配置され、ブロックＢが（３００，２００）の座
標位置に配置されている場合、ＩＮＳＴＡＮＣＥＡ，（１００，２００）ＩＮＳＴＡＮＣＥＢ，（３００，２００）となる。ネットの配線情報は、ネット名とそのネットが
通る座標値とを記述したものである。例えば、ネットＡ
が（１００，２００），（３００，２００），（３０
０，４００），（８００，４００）の座標を順に通って
配線され、ネットＢが（５００，２００），（５００，
４００）の座標を順に通って配線されている場合、ＮＥＴＡ，（１００，２００），（３００，２０
０），（３００，４００），（８００，４００）ＮＥＴＢ，（５００，２００），（５００，４００）となる。

【００３３】一方、ライブラリファイルは、各ファンク
ションブロックや各ネットの性質を示す情報である。つ
まり、配線の電流密度を計算するために必要な各ファン
クションブロックの大きさ、端子位置、ネット幅、配線
単位面積あたりの容量値等が記述されている。例えば、
ファンクションブロックＦ１０１のサイズが縦５００ミ
クロン×横６００ミクロンで、端子Ｈ０１と端子Ｎ０１
とを有し、それらがファンクションブロックの左下から
みて座標（５０，４０）、（６０，１００）の位置にあ
り、端子矩形は端子Ｈ０１が縦３ミクロン×横４ミクロ
ン、端子Ｎ０１が縦２ミクロン×横３ミクロンであるも
のとする。

【００３４】また、ファンクションブロックＦ６０１の
サイズが縦３００ミクロン×横２００ミクロンで、端子
Ｈ０２と端子Ｎ０２とを有し、それらがファンクション
ブロックの左下からみて座標（１５０，４０）、（３
０，５０）の位置にあり、端子矩形は端子Ｈ０２が縦３
ミクロン×横２ミクロン、端子Ｎ０２が縦３ミクロン×
横３ミクロンであるものとする。この場合、ＯＢＪＥＣＴＦ１０１ＳＩＺＥ５００６００ＴＥＲＭＨ０１５０４０３４ＴＥＲＭＮ０１６０１００２３ＯＢＪＥＣＴＦ６０１ＳＩＺＥ３００２００ＴＥＲＭＨ０２１５０４０３２ＴＥＲＭＮ０２３０５０３３となる。配線層Ｌ１において使用する配線の幅が２ミク
ロンで、単位面積あたりの配線容量が１０ｐＦで、配線
層Ｌ２において使用する配線の幅が３ミクロンで、単位
面積あたりの配線容量が１５ｐＦの場合、ＮＥＴＬ１ＷＩＤＴＨ２ＣＡＰＡＣＩＴＡＮＣＥ１０ＮＥＴＬ２ＷＩＤＴＨ３ＣＡＰＡＣＩＴＡＮＣＥ１２となる。

【００３５】電流密度制限値情報には、配線の材料や、
配線の幅等から計算された配線の種類に応じた電流密度
の制限値が記述されている。ここでは、前述したように
ネット２０１の電流密度制限値の例として１０α・ｃが
入力される。

【００３６】なお、論理接続情報１０８のデータ形式
は、例えば、ＩＮＳＴＡＮＣＥブロック名ファンクションブロック名端子名，ネット名端子名，ネット名・・・・ＩＮＳＴＡＮＣＥブロック名ファンクションブロック名端子名，ネット名・・・・とする。いま、あるブロックＡがＦ１０１というインバ
ータであり、このブロックＡの端子Ｎ０１にネットＢが
接続され、端子Ｈ０１にネットＣが接続されているもの
とする。また、ブロックＤがＦ６０１というＦ／Ｆであ
り、このブロックＤの端子Ｎ０２にネットＥが接続さ
れ、端子Ｈ０１にネットＣが接続され、端子Ｈ０２にネ
ットＦが接続されているものとする。

【００３７】この状態をファイルに保存する場合は、ＩＮＳＴＡＮＣＥＡ，Ｆ１０１Ｎ０１，ＢＨ０１，ＣＩＮＳＴＡＮＣＥＤ，Ｆ６０１Ｎ０２，ＥＨ０１，ＣＨ０２，Ｆとなる。

【００３８】次に、図１の電流密度解析部１０３を用い
て全てのブロック内配線、ブロック間配線の電流密度計
算が行われ、図３の例では、前述したように流れる電流
が１１α・ｃ（＞１０α：制限値）となり、電流密度過
多により断線する可能性があるネット２０１が検出され
る。

【００３９】次に、図１の中継バッファ挿入部１０４
が、断線を起こす可能性があるとして検出されたネット
２０１に対して、ネットの配線長、バッファ挿入予定位
置、挿入による電流密度低減効果等を考慮して、用意さ
れたバッファゲート種類（バッファゲート種類はバッフ
ァの機能名）の中から最適なバッファゲートを１種類以
上選択しネット２０１に対して中継バッファを挿入して
図１の論理接続情報１０８を更新する。バッファゲート
種類とその挿入個数の決定の仕方は各種考えられ、例え
ば以下に示すような評価基準あるいはその組合わせが可
能である。１．挿入中継バッファ、個数、挿入予定位置と、それに
よる電流密度改善度を計算式によって求める。２．挿入中継バッファ、個数、挿入予定位置を対象ネッ
トの電流値によってルール化し、これをテーブルとして
用いる。３．挿入中継バッファ、個数、挿入予定位置を対象ネッ
トの配線長によってルール化し、これをテーブルとして
用いる。４．挿入中継バッファ数あるいはバッファサイズを最小
化する。

【００４０】ここで、バッファゲートを選択する方法に
ついて説明する。図４は図１中の中継バッファ挿入部１
０４において適切なバッファゲートを選択する方法を示
すフローチャートである。

【００４１】このバッファゲートの選択は、全てのネッ
トについての処理が完了するまで行われる（ステップ４
１）。次に、あるネットの電流密度を計算する（ステッ
プ４２）。この電流密度の計算結果の値を予め定められ
た制限値ａと比較し、制限値ａより大きい場合にはバッ
ファゲートＸが選択され挿入される（ステップ４３→４
４）。

【００４２】一方、制限値ａ以下の場合には（ステップ
４３→４５）、電流密度の計算結果の値をさらに制限値
ｂと比較し、制限値ｂより大きい場合にはバッファゲー
トＹが選択され挿入される（ステップ４５→４６）。制
限値ｂ以下の場合には、ゲートを挿入することなく、次
のネットを処理対象とする（ステップ４５→４１）。

【００４３】なお、電流密度計算結果と比較される制限
値は、バッファゲートと一対一に対応し、バッファゲー
トの駆動能力を示している。バッファゲートの駆動能力
は、ゲートを構成するトランジスタの数に比例するの
で、トランジスタ数に対応した制限値を予め定めておけ
ば良い。

【００４４】より多くの種類のバッファゲートを用意
し、これに対応する制限値と電流密度計算結果とを比較
しても良い。

【００４５】ところで、以上のフローチャートでは、バ
ッファを最大で１つ挿入することによって断線を防止で
きる場合を想定している。ネットに流れる電流値が大き
い場合は、ネットの配線長が比較的大きいと考えられる
ので、遅延量も比較的大きくなる。バッファを挿入して
も遅延量を増大させないためには、出力端子抵抗の少な
いハイパワーのゲートを挿入することが必要になる。

【００４６】逆に、電流値がそれほど大きくない場合は
ネットの配線長も比較的短いと考えられるので、挿入す
るゲートはハイパワーのものでなくても良い。このた
め、この場合には、配線性を考えて小さいサイズのゲー
トを挿入する。

【００４７】図３の例では、中継バッファ挿入部１０４
が配線容量過多でエラーとなっているネット２０１に対
して、上記のような評価基準で選択されたバッファゲー
ト種類を図５のブロック４０３のように挿入することに
よって、論理接続情報１０８を更新する。それとともに
ネット４０１と４０２とに分割されたネット２０１の配
線結果を削除して、図６に示されているように配置配線
結果情報を更新する。但し、このとき図３の配線結果３
０１そのものは削除するが、その経路情報は配置配線結
果として物理情報１０９に保存しておく。

【００４８】次に、中継バッファ配置部１０５が、中継
バッファ挿入部１０４によって挿入された中継バッファ
４０３を、削除されたが記憶されている配線結果３０１
の経路上の挿入予定位置の近傍の配置可能領域に配置す
る。これにより、図７に示されているような中継バッフ
ァ４０３の配置結果が得られる。本例では、ネット２０
１が分割されてできたネット４０１と４０２との電流値
がおおよそ同じになる（すなわちネット２０１の配線結
果３０１における電流値がおおよそ半分ずつになる）よ
うな位置に配置されている。また、図７の例では中継バ
ッファ４０３の配置位置に他のネットの配線は存在しな
いが、存在する場合には配線ショートや配線禁止違反等
の設計規則エラーを起こすような配線を同時に削除す
る。

【００４９】その後、図１のインクリメンタル配線部１
０６は、未配線状態となっているネット４０１，４０２
の配線を行う。これにより、図８に示されているような
電流密度が低減された目的の配線結果７０１，７０２が
得られる。配線結果７０１，７０２の線長は図８より夫
々、４，６となるため、流れる電流値は、Ｉ₇₀₁＝４α・ｃ…（４）Ｉ₇₀₂＝６α・ｃ…（５）となる。これら式（４），（５）を上述した式（６）と
比較すると、Ｉ₇₀₁，Ｉ₇₀₂共に配線の電流が低減さ
れ、電流密度過多により配線が断線する可能性がなくな
ったことが分かる。なお、本例では配線の迂回もなく中
継バッファ挿入部１０４で予定した通りの位置にバッフ
ァが配置され配線結果が生成されている。

【００５０】図９は、本発明の第２の実施の形態による
電流密度低減システムの構成を示すブロック図である。
同図において、図１と異なる点は、配置エラー除去部１
１０が追加されている点である。

【００５１】上述した図１のシステムにおいては、中継
バッファ配置部１０５が中継バッファ配置候補位置につ
いて配置できない場合に近傍の配置可能領域を探索して
いた。一方、図９のシステムでは、配置エラーを許して
候補位置に配置してしまう。その後、配置エラー除去部
１１０が中継バッファの配置位置を優先して配置重なり
エラーを起こしているブロックの配置をエラーがなくな
るまでずらす。これにより、ブロックにつながっていた
ネットの配線結果や配線ずらしによって配線ショートや
配置禁止違反を起こすネットの配線結果を削除する。そ
して、削除されたネットの配線をインクリメンタル配線
部１０６が行う。

【００５２】先述した説明では、ブロック間配線の場合
について述べたが、ブロック内配線がボトルネックにな
っている場合でも、全く同じ方法で電流密度を低減する
ことができる。

【００５３】ところで、上述した配置エラーは、以下の
ように検出する。まず、物理情報１０９には、ブロック
の配置位置や、ブロックの大きさ等が入っているため、
そのブロックが占めるエリアを計算することができる。
全ての配置済みブロックに対して夫々が占有する矩形エ
リアを求め、その矩形が重なっているかどうかを調べ
る。調べた結果、重なっていれば、配置エラーとなる。

【００５４】この配置エラー検出された場合には、上述
したように配置エラーがなくなるまでブロックをずらす
必要がある。例えば、物理情報１０９にブロックの配置
位置が（１００，２００）のように記述されている場合
において、右方向に５０ミクロン移動させるには、ブロ
ックの配置位置情報を（１５０，２００）のように、ｘ
座標を＋５０する操作を行う。その他のファイルには変
更はない。つまり、重なる矩形がなくなるまで、ブロッ
クの配置位置情報の座標値を上下左右にずらす操作を繰
り返すのである。

【００５５】次に電源給電線に関しても以下のように、
同様の方法で電流密度を低減できる。ブロック２０４へ
の電源の供給を考えた場合、図１０のように、電源給電
線９０１のような電源配線がブロックに電源を供給して
いる例を考える。図１０において、電源給電線９０１が
電源を供給する範囲は、電源給電範囲９０２であるもの
とする。

【００５６】ネット２０１に流れる電流値を求めると、
図３より長さは１１であるため、Ｉ＝１１α・ｃ…（６）となる。

【００５７】そのため、電源給電線９０１がブロック２
０４に供給する電流の最大値も１１α・ｃであると考え
られる。ブロック２０４と同じ電源給電エリアにあるブ
ロック９０３，ブロック９０４に対して電源給電線９０
１が供給する電流をブロック２０４と同様に計算した結
果が夫々、１０α・ｃ，１５α・ｃとすると、電源給電
線９０１に流れる電流の最大値Ｉ₉₀₁はそれらを合計し
たものになる。すなわち、Ｉ₉₀₁＝１１α・ｃ＋１０α・ｃ＋１５α・ｃ＝３６α・ｃ…（７）である。

【００５８】電源給電線９０１に流れる電流の制限値が
例えば３４α・ｃであるとすると、電源給電線９０１は
電流密度制限の超過により、ＥＭ等の影響のため断線す
るおそれがあることになる。

【００５９】ここで、本システムを適用する。信号配線
の電流密度低減の時と異なる点は、図１の電流密度制限
値入力部１０２が信号配線の電流密度制限値の代りに電
源給電線の電流密度制限値を読込む点である。

【００６０】図１１に示されている例では、配線の迂回
もなく中継バッファ挿入部１０４で予定した通りの位置
にバッファが配置され配線結果が生成されている。図１
１のブロック２０４に接続されているネット４０１の配
線結果１００１を使用して流れる電流Ｉ₁₀₀₁を求める
と、Ｉ₁₀₀₁＝４α・ｃ…（８）となる。このため、電源給電線９０１に流れる電流の最
大値Ｉ₉₀₁はＩ₉₀₁＝４α・ｃ＋１０α・ｃ＋１５α・ｃ＝２９α・ｃ…（９）となる。このため、電源給電線９０１の制限値３４α・
ｃ未満になり、電源給電線に流れる電流の電流密度によ
る断線のおそれがなくなったことが分かる。

【００６１】なお、信号配線と電源給電線とを識別する
ためには、各ネットに信号線であるか電源給電線である
かを識別するための情報を予め付加しておけば良い。

【００６２】以上のように本システムでは、配線内に中
継バッファを挿入することにより、配線が分割されるた
め配線の容量が削減され、それに伴い、配線を流れる電
流も低下して、配線の電流密度を低減することができる
のである。そのため、ＥＭ等による断線のおそれがない
配置配線結果を得ることができる。

【００６３】また、本システムによれば、ＥＭ等による
断線のおそれがない配置配線結果を自動で得ることがで
きるのである。つまり、ネットの配線容量を用いてネッ
トに流れる電流値を計算し電流密度過多を起こしている
ネットを検出し、電流密度過多と検出されたネットに対
して電流密度を低減可能な１つ以上の中継バッファを選
択し挿入（論理変更）し、挿入された中継バッファを実
配線経路上もしくはその近傍の配置可能な場所でかつ電
流密度の低減可能な位置に配置し、さらに中継バッファ
の挿入と配置とによって分割されたネットの配線及び中
継バッファの挿入と配置とによって影響を受ける（配線
ショート等の設計規則エラーを起こす）他のネットの再
配線を行っているのである。

【００６４】さらに、本システムでは、レイアウト結果
を基にして、電源密度を低減するために必要なだけの中
継バッファのみ挿入しているので、中継バッファの追加
による配線収容性の悪化や、消費電力の増加は最小限に
抑えられるのである。

【００６５】そして、初期レイアウト結果に対するイン
クリメンタルな配置配線処理を行うため、処理時間の増
加も少なく精度の高い電流密度低減が実現でき、電流密
度の低減に要する時間も短く、新たな電流密度過多によ
る断線の危険があるネットが発生しないのである。

【００６６】請求項の記載に関連して本発明は更に次の
態様をとりうる。

【００６７】（１）前記配線は、電源電圧を供給するた
めの電源給電線であることを特徴とする請求項１〜５の
いずれかに記載の配線電流密度低減システム。

【００６８】（２）前記配線は、集積回路を構成するブ
ロック内の配線であることを特徴とする請求項１〜５の
いずれかに記載の配線電流密度低減システム。

【００６９】（３）前記配線は、論理信号線であること
を特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の配線電流
密度低減システム。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ネットの
配線形状から配線の電流密度を計算し、この電流密度を
所定制限値と比較した結果に応じて適切なバッファを挿
入することにより、ＬＳＩのレイアウト設計において、
ＥＭ等による配線の電流密度過多による溶断を自動的に
防止することができるという効果がある。また、電源給
電線のみならずブロック内配線や信号配線についても溶
断を防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による配線電流密度
低減システムの構成を示すブロック図である。

【図２】論理接続情報の例を示す図である。

【図３】図２の論理接続情報に対して従来と同様に配置
配線を行った結果を示す配線図である。

【図４】図１中の中継バッファ挿入部において適切なバ
ッファゲートを選択する方法を示すフローチャートであ
る。

【図５】図２の論理接続情報に対して図１中の中継バッ
ファ挿入部によって中継バッファが挿入された状態を示
す配線図である。

【図６】図３の状態において中継バッファ挿入部が配線
結果を削除した結果を示す図である。

【図７】図６の状態において中継バッファ配置部が中継
バッファを配置した結果を示す図である。

【図８】インクリメンタル配線部による配線結果の例を
示す図である。

【図９】本発明の第２の実施の形態による配線電流密度
低減システムの構成を示すブロック図である。

【図１０】ブロックへの電源給電線の配線例を示す図で
ある。

【図１１】図９の状態において中継バッファの挿入、配
置及びインクリメンタル配線を行った状態を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０１制御部１０２論理／物理情報入力部１０３電流密度解析部１０４中継バッファ挿入部１０５中継バッファ配置部１０６インクリメンタル配線部１０７配置配線結果出力部１０８論理接続情報１０９物理情報１１０配置エラー除去部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】集積回路を構成する配線についての電流
密度を算出する電流密度算出手段と、この算出値が所定
制限値より大なる配線に電流密度を低減するバッファを
挿入するバッファ挿入手段とを含むことを特徴とする配
線電流密度低減システム。
【請求項２】前記バッファ挿入手段により前記配線に
挿入されたバッファの配置によって影響を受ける他の配
線についての位置を修正する修正手段を更に含むことを
特徴とする請求項１記載の配線電流密度低減システム。
【請求項３】前記バッファ挿入手段により挿入された
バッファの配置によって位置が重なった２つのブロック
の少なくとも一方の位置をずらす配置エラー除去手段を
更に含むことを特徴とする請求項１記載の配線電流密度
低減システム。
【請求項４】前記電流密度算出手段は、前記配線に流
れる電流値及び配線容量に応じて電流密度を求めること
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の配線電流
密度低減システム。
【請求項５】前記バッファ挿入手段は、前記電流密度
に応じて最適なバッファを選択して挿入することを特徴
とする請求項１〜４のいずれかに記載の配線電流密度低
減システム。