JP3017170B2 - 半導体集積回路のレイアウト設計方法 - Google Patents

半導体集積回路のレイアウト設計方法

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JP3017170B2
JP3017170B2 JP10227346A JP22734698A JP3017170B2 JP 3017170 B2 JP3017170 B2 JP 3017170B2 JP 10227346 A JP10227346 A JP 10227346A JP 22734698 A JP22734698 A JP 22734698A JP 3017170 B2 JP3017170 B2 JP 3017170B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体論理集積回
路のレイアウト設計方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体論理集積回路のレイアウト
設計方法の一例が、特開平9−45776号公報に記載
されている。この従来の半導体論理集積回路のレイアウ
ト設計方法は、図9に示すように、セル配置処理1、配
線混雑度予測処理2および配線混雑度緩和処理3からな
る。このような構成を有する従来の半導体論理集積回路
のレイアウト設計方法は次のように動作する。
【0003】セル配置処理1は、ネットリスト5とライ
ブラリ6を入力し、チップに対応する領域にセルを配置
する。配線混雑度予測処理2は、まず、チップを格子状
に分割し、全ネットについて、概略配線格子のどの辺を
通過するかの概略配線経路の決定を行う。そして、決定
した経路をもとに概略配線格子単位に格子内の配線リソ
ース(障害物)と格子を通過する配線本数とにより、格
子辺の配線混雑度を求める。これをチャネル単位にまと
め、チャネル単位に必要なトラック数を求める。
【0004】また、配線混雑度緩和処理2では、配線混
雑度情報から求めたチャネル単位の必要トラック数に基
づいて、配線混雑度の高いところのチャネル領域内のセ
ル列を移動(上下左右)させてチャネル内の配線リソー
スを増加させたり、あるいは、セル配置処理1の前にセ
ル配置禁止領域設定処理を行い、配線混雑度に応じてセ
ル配置禁止領域を設定し直したり、禁止領域のサイズを
変更して配線リソースを増加させたり、さらには、配線
リソースセルを配線混雑度の高い領域に配置し、重なっ
たセルの配置位置をずらして配線リソースを増加させる
処理(セル列位置再設定処理、配線リソースセル挿入処
理)も行われる。そして、配線処理部4は、配置混雑度
緩和後の配置情報に基づいてば配線処理を行う。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術では、配線混雑度の緩和を目的としているた
め、制約情報や制約違反については考慮されていないと
いう問題があった。また、制約情報を考慮していないた
め、配線混雑度緩和後のセル配置位置の結果により制約
違反が生じる場合や制約違反が悪化する場合があるとい
う問題があった。さらに、配線層への考慮がないため、
概略の配線経路だけでは配線混雑度が実際より大きく出
る可能性があるという問題があった。
【0006】この発明は上述した事情に鑑みてなされた
もので、制約違反パスの制約違反を緩和することがで
き、また、配置改善後の配線混雑の悪化を防ぐことがで
き、さらに、より実配線処理に近い配線長と配線混雑情
報とを得ることができる半導体集積回路のレイアウト設
計方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、請求項1記載の発明では、セルの配置位置を
決定するステップと、チップを格子状に分割して概略配
線格子を作成し、前記セルの配置位置に従って、セルが
概略配線格子のどこを通過するかを示す概略配線経路を
決定するステップと、前記概略配線経路に基づいて、制
約違反を起こしている違反パスを検索するステップと、
検索された違反パス上の始点セル及び終点セルのみを囲
む第1の領域と、この違反パス上の全セルを囲む第2の
領域とを求め、再配置情報として設定するステップと、
前記再配置情報が存在する場合に、前記第1の領域から
前記第2の領域まで再配置領域を広げながら違反パス上
のセルに対して配置改善を行うステップと、前記概略配
線経路を配線可能層へ割り振り、概略配線格子毎の予測
配線本数と予め設定されている配線格子数とから配線混
雑度を予測するステップとを有し、前記配線混雑度を考
慮して違反パス上のセルに対して配置改善を行うことを
特徴とする。
【0008】
【0009】また、請求項記載の発明では、セルの配
置位置を決定するステップと、チップを格子状に分割し
て概略配線格子を作成し、前記セルの配置位置に従っ
て、セルが概略配線格子のどこを通過するかを示す概略
配線経路を決定するステップと、前記概略配線経路に基
づいて、制約違反を起こしている違反パスを検索するス
テップと、検索された違反パス上の始点セル及び終点セ
ルのみを囲む第1の領域と、この違反パス上の全セルを
囲む第2の領域とを求め、再配置情報として設定するス
テップと、前記再配置情報が存在する場合に、前記第1
の領域から前記第2の領域まで再配置領域を広げながら
違反パス上のセルに対して配置改善を行うステップと、
前記概略配線経路を配線可能層へ割り振り、概略配線格
子毎の予測配線本数と予め設定されている配線格子数と
から配線混雑度を予測するステップと、前記配線可能層
への割り振り状態を示す配線情報に従ってネット毎の仮
想配線長を求めるステップとを有し、前記違反パスを検
索するステップは、前記仮想配線長と予め設定された制
約情報とを比較し、制約違反を起こしているパス情報を
検索することを特徴とする。
【0010】この発明では、セルの配置位置を決定した
後、セルが概略配線格子のどこを通過するかを示す概略
配線経路を決定し、前記概略配線経路に基づいて、制約
違反を起こしている違反パスを検索し、検索された違反
パスに対して、再配置範囲を求め、前記再配置範囲を領
域内で広げながら違反パス上のセルに対して配置改善を
行う。したがって、制約違反パスの制約違反を緩和する
ことが可能となり、また、配置改善後の配線混雑の悪化
を防ぐことが可能となり、さらに、より実配線処理に近
い配線長と配線混雑情報とを得ることが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。 A.実施形態の構成 図1は、本発明の実施形態による半導体集積回路のレイ
アウト設計方法の機能構成を示すブロック図である。図
において、本発明の一実施例は、各種入力情報10、入
力処理部11、セル配置処理部12、配置解析処理部1
3、配線処理部14および再配置情報/配線混雑度情報
15から構成されている。
【0012】入力処理部11は、ネットリスト10a、
ライブラリ10bおよび制約情報10cを入力する。セ
ル配置処理部12は、配置処理12aおよび再配置情報
による配置改善処理12bを備えており、入力された情
報に従ってセルの配置処理を行うとともに、再配置情報
/配線混雑度情報15に従って配置改善処理を行う。特
に、配置処理12aは、入力情報に従ってセルの配置位
置を決定する。また、再配置情報による配置改善処理1
2bは、後述する配置解析処理部13より求めた再配置
情報/配線混雑度情報15に従って、タイミング制約違
反を起こしているパス上のセルに対して領域による配置
改善を行う。
【0013】配置解析処理部13は、概略配線経路の決
定処理13a、配線混雑度の予測処理13b、仮想配線
長の予測処理13c、制約違反パスの検索処理13d、
再配置情報の設定処理13eおよび判断処理13fを備
えている。配置解析処理部13は、セル配置処理部12
で行われたセルの配置結果に対して配線混雑度と仮想配
線長との予測処理を行い、仮想配線長の結果と既に入力
している制約情報を比較してタイミング制約違反を起こ
しているパスを検索し、タイミング制約違反を起こして
いるパス上のセルに関しては、再配置情報/配線混雑度
情報15を求める。
【0014】より具体的には、概略配線経路の決定処理
13aは、チップ上を格子状に分割して概略配線格子を
作り、全ネットについて概略配線格子のどの辺を通過す
るかの概略配線経路の決定を行う。経路の決定方法につ
いては、従来の概略配線手法を用いる。また、配線混雑
度の予測処理13bは、概略配線経路の決定処理13a
によって決定した経路を入力情報であるライブラリ10
bで設定してある配線可能層へ割り振り、概略配線格子
毎の予測配線本数とライブラリ10bに設定してある配
線格子数とから配線混雑度を予測し、再配置情報/配線
混雑度情報15の配線混雑度情報として設定する。
【0015】仮想配線長の予測処理13cは、配線混雑
度の予測処理13bで配線可能層へ割り振った配線情報
に従ってネット毎の仮想配線長を求める。制約違反パス
の検索処理13dは、仮想配線長の予測処理13cで求
めた配線長と入力情報である制約情報10cとを比較
し、制約違反を起こしているパス情報を検索する。再配
置情報の設定処理13eは、制約違反パスの検索処理1
3dにより検索された制約違反パスについて、違反パス
を囲む領域と違反パスの始点および終点セル間の最短経
路情報とそれを囲む領域とを、再配置情報/配線混雑度
情報15の再配置情報として設定する。判断処理13f
は、配置改善後の配置情報について再度の配置解析を行
い、タイミング制約違反が起きているか否かを判断す
る。
【0016】配線処理部14は、判断処理13fによる
判定結果がOKであれば、配線処理を行う。このように
して、タイミング制約違反を起こしているパス上のセル
の配置改善を可能にする。
【0017】B.実施例の動作 次に、図1に示すブロック図、図2および図3に示すフ
ローチャートを参照して本実施例の全体の動作について
詳細に説明する。
【0018】入力処理部11は、ネットリスト10aと
ライブラリ10bと制約情報10cとを入力する。セル
配置処理部12は、再配置情報/配線混雑度情報15の
再配置情報がなければ、配置処理12aにより、入力処
理部11によって入力した情報に従ってセルの配置位置
を決定する(図2のステップA19)。配置解析処理部
13は、セルの配置処理12aによる配置結果について
の配置解析処理を行う。まず、概略配線経路の決定処理
13aでは、チップを格子状に分割して概略配線格子を
作成し、全ネットについて概略配線格子のどこの辺を通
過するかの概略配線経路を決定する。概略経路の決定方
法は、従来の概略配線手法を用いる。
【0019】ここで、図4は、決定した概略配線経路を
示す概念図である。図において、点線が概略配線格子を
示し、a〜eがセルを示している。次に、この概略配線
経路を各配線層へ分割する。斜め経路の部分は、X軸と
Y軸へ割り振り、ライブラリ10bで設定されている主
軸の配線層とユーザが設定する割り振りの分配量とによ
り分割を行う。ここで、図5は、分割後の概略配線経路
を示す概念図である。そして、概略配線格子単位に求め
た上記概略配線経路とライブラリ10bに設定されてい
る配線トラック数との配線層毎の差分を、再配置情報/
配線混雑度情報15の配線混雑度情報として設定する。
【0020】仮想配線長の予測処理13cは、概略配線
経路の決定処理13aで求めた概略配線経路よりネット
毎の仮配線長を求める。制約違反パスの検索処理13d
は、仮想配線長の予測処理13cで求めた仮想配線長と
入力情報である制約情報10cとを比較して、違反を起
こしているパスを求める。違反を起こしているパスを検
索したら、違反度の大きいものから再配置情報の設定を
行う。
【0021】再配置情報の設定処理13eは、制約違反
を起こしているパス上の全セルを囲む領域Area1
(図6)と、パスの始点セル(a)/終点セル(e)を
結ぶ最短路Lと、それを囲む領域Area2(図7)と
を、再配置情報/配線混雑度情報15の再配置情報とし
て設定する。すなわち、再配置情報は、違反パス情報
と、違反パスのセルを囲む領域Area1と、違反パス
の始点/終点セルを結ぶ最短路Lと、それを囲む領域A
rea2とから構成される(図8)。
【0022】そして、配置解析処理13の結果、制約違
反を起こしたパスが存在すれば、再配置情報/配線混雑
度情報15が設定され、配置改善の必要性があれば、セ
ル配置処理部12で配置改善を行う。一方、配置改善の
必要性がなければ、配線処理部14で配線処理を行う。
【0023】セル配置処理部12は、再配置情報が存在
すれば、再配置情報/配線混雑度情報5を入力し(図2
のステップA2)、再配置情報の制約違反パス情報につ
いて配置改善を行う。すなわち、ステップA3で、配置
改善前のセル位置での配線長をスタイナー木の手法(セ
ル以外の点でも配線の分岐を許して最小の長さで経路を
結ぶ方法)により求めておく(K1)。次に、再配置領
域内(図7のArea2)の最短路L上に違反パスのセ
ルを仮配置し、配置キューを作成する(図2のステップ
A4)。そして、再配置領域(図7のArea2)から
違反パスのセルを囲む領域(図6のArea1)まで領
域を広げながら配置改善を行う。領域を広げる単位は、
セルの高さまたは幅の大きさである。仮配置キューが空
になれば、その時点で改善を行っているパスについて配
置改善を終了する(図2のステップA5,A6)。
【0024】一方、仮配置キューが空でなければ、配線
混雑度を見てより混雑度の少ない領域へ仮配置位置の調
整を行う(図2のステップA7)。仮配置キュー内のセ
ル毎に、重なっている配置セルおよび配置禁止が存在し
なければ、仮配置位置を配置位置に決定し、仮配置キュ
ーから削除する(図3のステップA11)。一方、重な
っているセルが他の制約違反パス上のセルでなければ、
このセルを配線混雑度の少ない側の領域へずらして配置
位置を変更し(図2のステップA10)、その後、仮配
置位置のセルの配置位置を決定し、仮配置キューから削
除する(図3のステップA11)。また、重なっている
セルが他の制約違反パス上のセルまたは配置禁止ならば
(図2のステップA9のYES)、ステップA5に戻
り、次の領域での改善を行う。なお、配置改善では、既
に見た前の領域については改善範囲としない。
【0025】そして、仮配置キューが空でなかったら
(ステップA13のNO)、元のセル位置を配置位置に
決定する(図3のステップA14)。一方、改善前まで
の領域まで処理を行い(図3のステップA12のYE
S)、かつ仮配置キューが空であれば(図3のステップ
A13のYES)、配置改善後のセル位置での配線長を
スタイナー木の手法で求め(K2)、最初の配線長K1
より短くなっていたら(ステップA16のYES)、改
善後の配置位置を採用し、データの書き換え処理を行う
(図3のステップA17)。一方、短くなっていなかっ
たら(図3のステップA16のNO)、データの書き換
えを行わず、改善前のデータのままにしておく。そし
て、配置改善処理を全違反パスに対して行ったら(ステ
ップA18のNO)、当該処理を終了し、改善後の配置
結果に対して配置解析処理部13で配置解析を行って改
善度を確認する。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
制約違反パス内のセルの配置改善を領域内で行うように
したので、制約違反パスの制約違反を緩和することがで
きるという利点が得られる。また、配置改善時に配線混
雑度情報を考慮するようにしたので、配置改善後の配線
混雑の悪化を防ぐことができるという利点が得られる。
さらに、概略配線経路をもとに配線層への割り振りを行
って、配線混雑度と仮想配線長を求めるようにしたの
で、より配線処理に近い配線長と配線混雑情報とを得る
ことができるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態による半導体集積回路のレ
イアウト設計の配置改善方法の機能構成を示すブロック
図である。
【図2】 本実施形態の動作を説明するためのフローチ
ャートである。
【図3】 本実施形態の動作を説明するためのフローチ
ャートである。
【図4】 決定した概略配線経路を示す概念図である。
【図5】 分割後の概略配線経路を示す概念図である。
【図6】 再配置情報の設定処理における動作を説明す
るための概念図である。
【図7】 再配置情報の設定処理における動作を説明す
るための概念図である。
【図8】 再配置情報/配線混雑度情報の一例を示す概
念図である。
【図9】 従来の半導体論理集積回路のレイアウト設計
方法の機能構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
10 各種入力情報 10a ネットリスト 10b ライブラリ 10c 制約情報 11 入力処理部 12 セル配置処理部 12a 配置処理 12b 配置改善処理 13 配置解析処理部 13a 概略配線経路の決定処理 13b 配線混雑度の予測処理 13c 仮想配線長の予測処理 13d 制約違反パスの検索処理 13e 再配置情報の設定処理 13f 判断処理 14 配線処理部 15 再配置情報/配線混雑度情報
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−63087(JP,A) 特開 平10−340292(JP,A) 特開 平5−40802(JP,A) 特開 平4−111073(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 17/50 H01L 21/82

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セルの配置位置を決定するステップと、 チップを格子状に分割して概略配線格子を作成し、前記
    セルの配置位置に従って、セルが概略配線格子のどこを
    通過するかを示す概略配線経路を決定するステップと、 前記概略配線経路に基づいて、制約違反を起こしている
    違反パスを検索するステップと、 検索された違反パス上の始点セル及び終点セルのみを囲
    む第1の領域と、この違反パス上の全セルを囲む第2の
    領域とを求め、再配置情報として設定するステップと、 前記再配置情報が存在する場合に、前記第1の領域から
    前記第2の領域まで再配置領域を 広げながら違反パス上
    のセルに対して配置改善を行うステップと、 前記 概略配線経路を配線可能層へ割り振り、概略配線格
    子毎の予測配線本数と予め設定されている配線格子数と
    から配線混雑度を予測するステップを有し、 前記配線混雑度を考慮して違反パス上のセルに対して配
    置改善を行うことを特徴とする半導体集積回路のレイア
    ウト設計方法。
  2. 【請求項2】 セルの配置位置を決定するステップと、 チップを格子状に分割して概略配線格子を作成し、前記
    セルの配置位置に従って、セルが概略配線格子のどこを
    通過するかを示す概略配線経路を決定するステップと、 前記概略配線経路に基づいて、制約違反を起こしている
    違反パスを検索するステップと、 検索された違反パス上の始点セル及び終点セルのみを囲
    む第1の領域と、この違反パス上の全セルを囲む第2の
    領域とを求め、再配置情報として設定するステップと、 前記再配置情報が存在する場合に、前記第1の領域から
    前記第2の領域まで再配置領域を広げながら違反パス上
    のセルに対して配置改善を行うステップと、 前記 概略配線経路を配線可能層へ割り振り、概略配線格
    子毎の予測配線本数と予め設定されている配線格子数と
    から配線混雑度を予測するステップと、 前記配線可能層への割り振り状態を示す配線情報に従っ
    てネット毎の仮想配線長を求めるステップとを有し、前記違反パスを検索するステップは、 前記仮想配線長と
    予め設定された制約情報とを比較し、制約違反を起こし
    ているパス情報を検索することを特徴とする半導体集積
    回路のレイアウト設計方法。
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