JP2998763B2 - 電子回路の布線設計装置 - Google Patents

電子回路の布線設計装置

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JP2998763B2 JP3105828A JP10582891A JP2998763B2 JP 2998763 B2 JP2998763 B2 JP 2998763B2 JP 3105828 A JP3105828 A JP 3105828A JP 10582891 A JP10582891 A JP 10582891A JP 2998763 B2 JP2998763 B2 JP 2998763B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子回路の布線設計装
置に関し、特に、回路基板または半導体集積回路装置に
おける基板配線の布線設計装置に関する。
【0002】
【従来の技術】今日、回路基板または半導体集積回路装
置における電子回路の布線設計は、コンピュータ利用に
よる設計技術(CAD)が導入されて以来、極めて効率
的に行われるようになった。すなわち、コンピュータの
高速演算機能を布線順序の決定に利用し、配線区間の全
ての配線径路を、迅速、且つ、適切に決定し得るように
なって以来、電子回路の布線設計作業は著しく効率化さ
れ、所望の回路布線図を短時間で描画できるようになっ
た。
【0003】CADによる布線設計方法によれば、配線
区間に対する布線順序の決定から布線図の描画に至るま
での全ての作業手順は、設計工程をコンピュータ化し自
動化し得るように、合理的な方法に従いそれぞれデータ
化される。すなわち、布線設計に関わる全ての条件因子
がデータ化される。従って、布線設計の実行に当って
は、配線区間に対する布線の順序づけが、従前の人為的
判断手法に代わるデータ制御手段で決定され、配線区間
それぞれの配線径路が定められる。
【0004】このように、CADの導入は、布線設計に
関わる条件因子をデータ化し設計工程を自動化すること
によって、従前の手作業による非能率を一挙に解決する
ことができるので、布線設計作業の効率化に顕著な有用
性を示す。
【0005】しかしながら、CADの導入が、このよう
に顕著な技術的効果を挙げ得るとしても、布線技術が持
つ本質的な問題までを解決することはできない。すなわ
ち、布線順序の順位の高い配線が、他に優先して自由な
配線径路で布線されるのに対し、布線順位の低い配線
は、優先して布線されたこれらの配線径路に邪魔され
て、迂回径路の布線を余儀なくされる問題までは解決さ
れない。
【0006】一般に、配線径路の長短は回路信号の伝達
遅延時間の大小と密接に関連する。すなわち、配線径路
が長くなれば伝達遅延時間が大きくなり、短くなれば小
さくなる。従って、配線径路の長さが規定された最大許
容配線長を超える場合が生じると、その区間の信号伝達
に許容範囲を超える遅れが発生するという不都合な事態
が起こる。
【0007】通常、信号の伝達遅延時間が問題となるの
は信号系の配線のみに限られ、電源などの直流系の配線
では全く問題は生じない。従って、配線径路の迂回によ
る障害は、CADによる布線の場合であっても、従前と
同様に、多数の信号系配線が集結する論理回路ブロック
の配置領域において発生する。すなわち、迂回径路の布
線問題は、CAD技術にとっても極めて重要な事項とし
て残る。
【0008】布線技術の本質的な性質によると、迂回径
路が布線される頻度は、布線順序を定める順位づけ手法
で決まる。CADによる布線の場合では、最終段階でデ
ータ加工される経過はあるものの、迂回径路の布線頻度
を定めるのは、配線区間の配置に変更がない限り、やは
り布線順序決定方法の特性そのものである。従って、C
ADによる布線設計の評価は、CADが用いた布線順序
の順位づけ手法の技術的優劣によって、実質的に定めら
れる。
【0009】従来、CADによる布線設計は、情報処理
学会誌(昭和56年3月20日発行)の掲載論文「論理
技術のCAD」が開示する布線順序の順位づけ手法に従
い、配線区間それぞれの配線径路を逐次定めて来た。こ
の従来の順位づけ手法は、マンハッタン距離の短い配線
区間の布線順序を常に優先させ上位づける順位づけ手法
で、例えば図3のように、基板D上に3個の配線区間が
配設された場合には、これら3個の配線区間は、マンハ
ッタン距離の短い配線区間(a−b),(c−d)およ
び(e−f)の順序で逐次布線される。ここで、l1
2 およびl3 は布線により定められた配線径路の区間
配線長をそれぞれ示す。点e及びf間のマンハッタン距
離は、点線で示したように、基板Dの直交する2辺X及
びYの一方に平行な線であって点eを通る線と、基板D
の直交する2辺X及びYの他方に平行な線であって点f
を通る線との交点を求め、この交点と点eとの間の距離
に前記交点と点fとの間の距離をプラスした距離のこと
である。
【0010】通常、信号系の配線区間は、区間両端の布
線端子を互いに近接して設けるので、配線区間のマンハ
ッタン距離は短く、逆に、布線端子が互いに離間する電
源系配線区間の場合は、信号系の配線区間より遥かに長
いマンハッタン距離を持つ。従って、この従来の布線順
序の順位づけ手法に従うと、信号系の配線区間に対する
布線を他に優先して開始すると共に、その内部の配線区
間に対しては、マンハッタン距離の短い順に逐次布線を
実行する布線設計法を得ることができ、信号系の各配線
区間に対し、マンハッタン距離に等しい最短の配線径路
をそれぞれ形成することが可能となる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、仔細に
検討してみると、一見理に叶ったように思えるこの従来
の布線設計法にも幾多の問題点が存在する。すなわち、
隣接する配線区間の間ではマンハッタン径路を互いに交
叉させることが多く、布線順位の低い配線区間を最短の
配線径路で布線することができないので、迂回径路が生
じ易い。また、マンハッタン距離と最大許容配線長との
間には理論的関連性が全く存在しないので、このように
迂回径路が布線されたとき、区間配線長が規定の最大許
容配線長を超えてしまう場合がしばしば起こる。例え
ば、図3の布線図のように、布線順位の最も低い配線区
間(e−f)が点線で示す最短のマンハッタン距離で布
線することができず迂回配線されたとき、区間配線長l
3 がこの区間に与えられた最大許容配線長を超えてしま
う場合がしばしば起こる。
【0012】従来の布線設計法におけるこれらの問題点
は、電子回路が高速化されて最大許容配線長が短くな
り、また、高密度化されて配線区間相互のマンハッタン
径路が錯綜して来るにつれて益々助長される。従って、
最近の電子回路装置のように信号系回路領域のボーダレ
ス化がすすむと、布線の修正回数が急激に増すのでCA
D効率は著しく減殺される。
【0013】本発明の課題は、上記の情況に鑑み、信号
系配線区間に対する布線の順位づけが区間の最大許容配
線長と関連づけられない従来布線方法の問題点を解決し
た電子回路の布線設計装置を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、布線設
計すべき電子回路の全ての配線区間の最大許容配線長と
マンハッタン距離をそれぞれ収納する布線条件因子の記
憶手段と、前記最大許容配線長からマンハッタン距離を
減じた値を全ての配線区間について算出しそれぞれ数値
データ化する布線手順制御データ作成手段と、前記布線
手順制御データ作成手段からの数値データによって全て
の配線区間に対する布線順序を選択制御し前記最大許容
配線長からマンハッタン距離を減じた値の小さな順に配
線区間の布線を実行せしめる布線順序の選択的順位づけ
手段とを含むことを特徴とする電子回路の布線設計装置
が得られる。
【0015】また、本発明によれば、最大許容配線長か
らマンハッタン距離を減じた値が実質的に等しい複数個
の配線区間に対し、マンハッタン距離の大きな順または
小さな順のいずれか一方を優先させて配線区間の布線を
実行せしめる布線順序の選択的順位づけ手段を更に含む
ことを特徴とする電子回路の布線設計装置を得られる。
【0016】
【実施例】以下図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。
【0017】図1および図2(a)〜(c)はそれぞれ
本発明の一実施例を示すCAD制御の流れ図および電子
回路の布線図である。本実施例によれば、基板D上に3
個の配線区間(a−b),(c−d)および(e−f)
が従来例の図3と同一位置に配列された場合が示され
る。本発明によれば、これら3個の配線区間の最大許容
配線長とマンハッタン距離の2つの布線条件因子は、記
憶手段(明示しない)内にまず収納された後、最大許容
配線長からマンハッタン距離を減じた値が区間毎にそれ
ぞれ算出される[図1(A)]。ここで、これらの値は
それぞれ数値データ化され布線手順制御データとなっ
て、3個の配線区間に対する布線順序を選択決定する。
この際、この布線手順の制御データは、最大許容配線長
からマンハッタン距離を減じた値の小さな順に配線区間
の布線が実行されるように布線順序の順位づけを行うと
共に、最大許容配線長からマンハッタン距離を減じた値
が実質的に等しい複数個の配線区間に対しては、マンハ
ッタン距離の大きな順または小さな順のいずれか一方を
優先させて布線を実行する布線順序の順位づけを行う
[図1(B),(C)]。
【0018】一般に、最大許容配線長からマンハッタン
距離を減じた値が小さな配線区間とは、最大許容配線長
とマンハッタン距離長とが相互に接近した関係にある配
線区間のことであり、所謂、配線余裕度の小さな配線区
間と同義である。従って、従来法で図3のように布線さ
れる3個の配線区間のうち、配線余裕度の最も小さかっ
た配線区間(e−f)が本発明では最先に布線される。
すなわち、配線余裕度の最も小さな配線区間(e−f)
には、マンハッタン距離に等しい最短の配線径路が従来
の迂回径路に代わり優先して定められる[図2(a)参
照]。このとき、布線順位の低い配線区間(a−b),
(c−d)の2つがいずれも迂回径路で布線されること
になるが、これらの配線区間はもともと大きな配線余裕
度を備えているので、区間配線長l1 ,l2 がそれぞれ
の区間に与えられた最大許容配線長を超える確率は極め
て小さい。また、仮りに区間配線長l1 ,l2 の一方ま
たは双方がそれぞれの最大許容配線長を超える場合が生
じたとしても、いずれの配線区間も布線端子の位置変更
を行うことによって、区間配線長を容易に修正できるの
で、特に問題となることはない。すなわち、配線区間に
対する布線の順序づけが各区間の最大許容配線長と密接
に関連づけられ、従来法とは全く逆に、配線余裕度の最
も小さな区間に対する配線径路の決定を最優先に行うこ
とができる。
【0019】つぎに、最大許容配線長からマンハッタン
距離を減じた値が実質的に等しい複数個の配線区間に対
しては、マンハッタン距離の大きな区間の順[図2
(b)参照]、または小さな区間の順[図2(c)参
照]のいずれか一方の順位づけ手法が実施される。ここ
で、2つの配線区間(g−h),(i−j)は最大許容
配線長からマンハッタン距離を減じた値を実質的に等し
くする配線区間である。この2つの配線区間は互いに等
しい配線余裕度をもつので、いずれの手法によっても効
果に大きな差異は生じない。従って、迂回径路側の修正
についての難易度を勘案し、いずれの手法によるかを定
めればよい。
【0020】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の布
線設計装置によれば、配線区間に対する布線の順序づけ
が従来法とは全く逆に、配線余裕度の最も小さな区間を
最優先とする手法で行われる。従って、全ての配線区間
は、配線余裕度を基準としてその小さな順にそれぞれの
配線径路を優先的に決定するので、これら配線余裕度の
小さな配線区間には、マンハッタン距離に等しい最短の
配線径路がそれぞれ形成される。すなわち、配線余裕度
の小さな配線区間をそれぞれ最短の区間配線長で布線す
ることができるので、配線区間が規定する最大許容配線
長を超えるような過大の区間配線長は殆んど布線されな
い。この結果、従来比較的長時間を要していた布線後の
修正工程は著しく短縮化され効率化される。
【0021】上記修正工程の短縮化、効率化効果は、電
子回路が高速化されて最大許容配線長が短くなり、ま
た、高密度化されて配線区間相互のマンハッタン径路が
錯綜して来るにつれて益々顕著となる。従って、最近の
で電子回路装置のように信号系回路領域のボーダレス化
がすすみ、布線の設計工程が繁雑化し修正個所が急激に
増すような基板に実施すれば、布線設計の効率化に大き
な効果を挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すCAD制御の流れ図で
ある。
【図2】本発明の一実施例を示す電子回路の布線図であ
る。
【図3】従来の布線設計法による電子回路の布線例図で
ある。
【符号の説明】
D 基板 l1 〜l5 区間配線長 (a−b)〜(i−j) 配線区間
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 17/50 H01L 21/82

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 布線設計すべき電子回路の全ての配線区
    間の最大許容配線長とマンハッタン距離をそれぞれ収納
    する布線条件因子の記憶手段と、前記最大許容配線長か
    らマンハッタン距離を減じた値を全ての配線区間につい
    て算出したそれぞれ数値データ化する前記記憶手段から
    の布線手順制御データ作成手段と、前記布線手順制御デ
    ータ作成手段からの数値データによって全ての配線区間
    に対する布線順序を選択制御し前記最大許容配線長から
    マンハッタン距離を減じた値の小さな順に配線区間の布
    線を実行せしめる布線順序の選択的順位づけ手段とを含
    むことを特徴とする電子回路の布線設計装置。
  2. 【請求項2】 最大許容配線長からマンハッタン距離を
    減じた値が実質的に等しい複数個の配線区間に対しマン
    ハッタン距離の大きな順に該配線区間の布線を実行せし
    める布線順序の選択的順位づけ手段を、更に含むことを
    特徴とする請求項1記載の電子回路の布線設計装置。
  3. 【請求項3】 最大許容配線長からマンハッタン距離を
    減じた値が実質的に等しい複数個の配線区間に対しマン
    ハッタン距離の小さな順に該配線区間の布線を実行せし
    める布線順序の選択的順位づけ手段を、更に含むことを
    特徴とする請求項1記載の電子回路の布線設計装置。
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