JP3095307B2 - 電気部品自動配置装置及び電気部品の自動配置方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント基板上に、機
能毎にブロック化された電気部品を自動的に配置するた
めの電気部品自動配置装置の構成及びその自動配置方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、プリント基板設計ＣＡＤ（Comput
er Aided Design）の普及によりプリント基板設計時の
電子部品の位置を自動的に決定する自動配置装置が利用
されつつある。通常、電子部品は、回路や部品の特性毎
にまとめられ、ブロック化して配置されており、このよ
うなブロックは機能ブロックと呼ばれる。電子部品の配
置設計においては、先ず、基板上への機能ブロックの配
置設計が行われる。配置設計者は、機能ブロックに含ま
れる部品の種類や大きさを考慮して機能ブロックの大き
さと形状を決定する。そして、機能ブロック間の接続関
係等を考慮して、基板上の所定の位置に各機能ブロック
を配置する。この機能ブロックの配置設計は、機能ブロ
ックの概略の大きさ、位置及び形状を与えるものであ
り、基板上に機能ブロックの一部が重複して配置される
場合も生じ得る。

【０００３】機能ブロックの配置設計が終了すると、機
能ブロックに含まれる電子部品の特性、大きさあるいは
接続関係等の情報に基づいて、各機能ブロック内に電子
部品が配置される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の自動配置装置では、プリント基板上に配置さ
れるべき電子部品の接続情報のみから配置順序及び配置
位置を決定している。このような配置方法では、いくつ
かの機能ブロックが重複する領域が生じた場合でも特別
な配慮はなされない。そのため、プリント基板設計時に
おいては、他に部品を配置するスペースがあるにもかか
わらず、いくつかのブロック領域が重なる領域に部品が
先に配置される場合がある。このような場合には、後で
配置されるブロックの重複領域は部品配置領域として使
用できなくなる。したがって、後から配置されるブロッ
クの部品の配置領域が存在しなくなり、プリント基板上
に配置できずに、未配置として残ってしまう場合があっ
た。

【０００５】そして、このような状況が生じると、従来
はＣＡＤの対話編集機能を用いて人為的に他の配置済み
部品をずらし、配置できなかった部品を基板上に配置さ
せるという処理が行われていた。このような修正作業
は、部品配置設計の効率を低下させ、配置設計者の作業
を煩雑化させるものであった。したがって、本発明は上
記のような問題点を解消するためになされたもので、自
動配置時における配置位置決定の際に、ブロック領域間
の重複領域の存在を考慮して配置設計を進めることが可
能な電気部品自動配置装置及び電気部品の自動配置方法
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る電
気部品自動配置装置は、プリント基板上に配置すべき各
部品の機能情報と、各部品の接続情報と、各部品が配置
されるべき機能ブロックの位置、形状に関する機能ブロ
ック情報とを格納する配置情報格納手段と、配置対象部
品を配置すべき機能ブロックを選定する機能ブロック選
定手段と、配置情報格納手段に格納された接続情報及び
機能ブロック情報に基づいて、機能ブロック領域内から
配置候補領域を抽出する配置候補領域抽出手段と、配置
候補領域抽出手段によって抽出された複数の配置候補領
域の内、第１の配置候補領域が機能ブロック選定手段に
よって選定された機能ブロック領域内のみに位置し、第
２の配置候補領域が機能ブロック選定手段によって選定
された機能ブロックと、この機能ブロック以外の機能ブ
ロック領域との重複領域内に位置する場合、第１の配置
候補領域を優先的に配置位置として決定し、配置対象部
品を配置する配置位置決定手段とを備えている。

【０００７】請求項２の発明に係る電気部品の自動配置
方法は、プリント基板上に配置すべき各部品の機能情報
と、各部品の接続情報と、各部品が配置されるべき機能
ブロックの位置、形状に関する機能ブロック情報とを含
む配置情報を用いて、配置対象部品をプリント基板上に
配置された機能ブロック内の所定の位置に配置するため
の方法であって、配置対象部品を配置すべき機能ブロッ
クを選定する機能ブロック選定ステップと、配置情報中
の接続情報及び機能ブロック情報に基づいて配置対象部
品が配置可能な配置候補領域を抽出する配置候補領域抽
出ステップと、配置候補領域抽出ステップによって抽出
された複数の配置候補領域の内、第１の配置候補領域が
機能ブロック選定ステップによって選定された機能ブロ
ック領域内のみに位置し、第２の配置候補領域が機能ブ
ロック選定ステップによって選定された機能ブロック
と、この機能ブロック以外の機能ブロック領域との重複
領域内に位置する場合、第１の配置候補領域を優先的に
配置位置として決定し、配置対象部品を配置する配置位
置決定ステップとを備えている。

【０００８】

【作用】本発明において、機能ブロック選定手段及びそ
の動作では、プリント基板上に予め配置された機能ブロ
ックの中から機能ブロック情報を参照して配置対象部品
を配置すべき機能ブロックが選定される。配置候補領域
抽出手段及びその動作では、選択された機能ブロック領
域の中から配置条件を満たす配置候補領域を抽出する。
そして、配置位置決定手段及びその動作では、配置対象
として選定された機能ブロック領域が他の機能ブロック
領域と一部重複する領域を有する場合であって、配置候
補領域として抽出された第１配置候補領域が配置対象領
域の機能ブロック領域内のみに位置し、第２配置候補領
域が重複領域内に位置する場合に、第１配置候補領域を
優先的に配置位置として決定する。そして、この配置位
置に配置対象部品を配置する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。図１は、本発明の実施例１における電気部品
自動配置装置の構成を示すブロック図である。図示され
るように、この電気部品自動配置装置は、ユーザがコマ
ンドなどを入力する入力装置１０１と、結果の表示や出
力を行う出力装置１０２と、部品情報及び接続情報など
を格納するデータベース格納部１０３と、入力装置１０
１からの入力によりデータベース格納部１０３を参照し
て自動配置処理を行う自動配置処理部１０７とから構成
される。

【００１０】また、データベース格納部１０３は、さら
に、電気部品の機能情報及び配置情報などを記憶する部
品情報格納部１０４と、各部品間の接続関係を記憶する
接続情報格納部１０５と、機能ブロックの大きさや配置
位置あるいは機能ブロックに含まれる部品情報等を記憶
する機能ブロック情報格納部１０６とから構成される。

【００１１】さらに、自動配置処理部１０７は、配置を
行なう機能ブロックを選択する配置対象ブロック決定部
１０８と、配置対象ブロック決定部１０８で選択された
配置対象ブロックに属する部品の内、部品情報格納部１
０４に格納された部品の機能情報及び接続情報格納部１
０５に格納された接続情報などから最適な配置対象部品
を選択する配置対象部品選択部１０９と、配置対象部品
選択部１０９で選択された配置対象部品を配置するため
の配置候補領域を決定する配置候補領域決定部１１０
と、配置候補領域決定部１１０で決定された配置候補領
域に対して、機能ブロックの重複関係を考慮して最適な
配置位置を選択し、配置対象部品を配置する配置位置決
定部１１１とから構成される。

【００１２】次に、この電気部品自動配置装置の動作に
ついて説明する。図２は、本発明の実施例による電気部
品自動配置装置の動作を説明するフローチャートであ
る。図３は、図２のステップＳ２０７に対応するブロッ
ク領域の重なりを考慮した配置位置決定部の動作を示す
フローチャートである。また、図４は、この電気部品自
動配置装置によって部品配置されるプリント基板の所定
の配置処理前の一例を示す模式図である。図中、４０１
はプリント基板上の一部分の領域を示す。４０２は配置
対象ブロック領域であり、また４０３は他のブロック領
域である。４０４、４０５は配置対象ブロック領域内の
配置済み部品である。４０６は配置対象ブロック４０２
に属する配置対象部品であり、配置済み部品４０４、４
０５とそれぞれ接続本数２本づつの全く同じ条件で接続
しているものとする。４０７は、配置対象部品４０６を
配置済み部品４０４に対して配置するための配置候補領
域であり、４０８は配置対象部品４０６を配置済み部品
４０５に対して配置するための配置候補領域である。し
たがって、配置対象部品４０６は、配置対象ブロック４
０２内の配置候補領域４０７または４０８のいずれかに
配置可能である。また、配置対象ブロック領域４０２
は、他のブロック領域４０３と一部重複する領域が存在
しており、配置候補領域４０８がこの重複領域内に位置
している。

【００１３】以下の説明において、データベース格納部
１０３には、自動配置処理に必要な情報が既に格納され
ているものとする。まず、ステップ２０１において、機
能ブロック情報のブロック形状及び機能ブロックに含ま
れる部品数などから配置対象となる機能ブロックを選択
する。図４の場合（以下、本例と称する）、機能ブロッ
ク領域４０２が選択される。

【００１４】次に、ステップ２０２において、選択され
た機能ブロックの部品配置が未処理か否かを判定する。
未処理であれば、ステップ２０３へ処理を移す。既処理
であれば他の機能ブロックを選択し、未処理のブロック
が存在しなければ自動配置処理を終了する。本例の場
合、機能ブロック４０２は、未処理とする。さらに、ス
テップ２０３において、ステップ２０１で選択された配
置対象ブロックについて、ブロック内に含まれる部品の
内、未配置部品群を検索する。

【００１５】そして、ステップ２０４において、検索さ
れた未配置部品群の中で、配置未処理の配置部品が存在
するか判定する。未処理の配置部品が存在すれば、ステ
ップ２０５へ処理を移す。未処理の配置部品が存在しな
ければ、ステップ２０１へ戻り、別の配置対象ブロック
を選択して上記と同様の処理を続行する。ステップ２０
５において、検索された未配置部品群の中から、各部品
の部品機能情報及び接続情報を参照して配置対象となる
部品を順序付けて選択する。本例の場合、未処理の配置
部品として、配置対象部品４０６が選択される。

【００１６】次に、ステップ２０６において、選択され
た配置対象部品の配置条件に従って配置候補領域を決定
する。配置条件としては、配置対象ブロックのどの位置
にどの向きに部品を配置するかといった条件が、データ
ベース格納部１０３から抽出した部品情報、あるいは接
続情報に基づいて決定される。本例の場合、配置対象部
品４０６の配置条件として、例えば、配置済み部品４０
４あるいは４０５の右側で接続ピンの向きが互いに対向
する向きに配置するといった条件が決定される。この条
件に従って配置候補領域４０７、４０８が決定される。

【００１７】次に、ステップＳ２０７において、決定さ
れた配置候補領域の中からブロックの重複領域の存在を
考慮して最適な配置候補領域を配置位置として決定す
る。この配置位置決定動作を図３のフローチャートを参
照して説明する。なお、図３に示すフローチャートにお
いては、決定された配置候補領域の個数をＮ個とし、そ
れぞれの配置候補領域は配置候補領域番号ｉ（ｉ＝１〜
Ｎ）が付されている。また、機能ブロック領域の個数は
ｎ個で、それぞれのブロックにはブロック番号ｊ（ｊ＝
１〜ｎ）が付されている。図４の場合、配置候補領域４
０７にはｉ＝１が、配置候補領域４０８にはｉ＝２が付
されているものとする。また、配置対象の機能ブロック
領域４０２にはｊ＝１が、他の機能ブロック領域４０３
にはｊ＝２が付されているものとする。

【００１８】ステップ３０１において、ｉに１を代入す
る。ステップ３０２において、配置候補領域ｉに注目す
る。図４に示す例（以下、本例と称する）の場合、配置
候補領域４０７（ｉ＝１）が指定される。ステップ３０
３において、配置候補領域ｉの重なり度Ｗ（ｉ）を初期
化する。ステップ３０４において、ｊに１を代入する。

【００１９】ステップ３０５において、ブロックｊに注
目する。本例の場合、配置対象ブロック領域４０２（ｊ
＝１）が指定される。ステップ３０６において、ブロッ
クｊが配置対象ブロックと等しければ、ステップ３０９
へ移行する。等しくなければステップ３０７へ移行す
る。本例の場合、ｊ＝１で指定される領域が配置対象ブ
ロック領域であるので、ステップ３０９に移行する。そ
して、ステップ３０９において、ｊ値がインクリメント
され、ｊ＝２の機能ブロック領域４０３が改めて指定さ
れる（ステップ３０５）。そして、再度このステップ３
０６において、機能ブロック領域４０３が配置対象ブロ
ック領域か否かが判定される。この機能ブロック領域４
０３（ｊ＝２）は、配置対象ブロック領域ではないの
で、ステップ３０７に移行する。

【００２０】ステップ３０７において、配置候補領域ｉ
と注目ブロックｊとが重なる領域の面積Ｍを算出する。
本例の場合、配置候補領域４０７（ｉ＝１）は機能ブロ
ック領域４０３と重複する部分が存在しないので、重複
領域面積Ｍ＝０となる。ステップ３０８において、重な
り度Ｗ（ｉ）にＭを付加する。本例の場合、初期値Ｗ
（１）＝０であり、Ｍ＝０であるので、両者の和Ｗ
（１）＝０となる。

【００２１】ステップ３０９において、ｊを１増加させ
る。本例の場合、ｊは３となる。ステップ３１０におい
て、ｊがブロック数ｎ以下の時、再びステップ３０５へ
戻る。また、ｊがｎより大きければステップ３１１へ移
行する。本例の場合、ｊが３であり、ｎは２であるの
で、ステップ３１１へ移行する。ステップ３１１におい
て、ｉを１増加させる。本例の場合、ｉ＝２となり、配
置候補領域４０８が指定される。

【００２２】ステップ３１２において、ｉが配置候補領
域数Ｎ以下の時、ステップ３０２へ戻る。ｉがＮより大
きければステップ３１３へ移行する。本例の場合、ｉは
２であり、Ｎが２であるのでステップ３０２に移行す
る。再度ステップ３０３において、配置候補領域ｉの重
なり度Ｗ（ｉ）を初期化する。本例の場合、Ｗ（２）に
０が設定される。

【００２３】ステップ３０４において、ｊに１を代入す
る。ステップ３０５において、ブロックｊに注目する。
本例の場合、配置対象ブロック領域４０２（ｊ＝１）が
指定される。ステップ３０６において、ブロックｊが配
置対象ブロックと等しければ、ステップ３０９へ移行す
る。等しくなければステップ３０７へ移行する。本例の
場合、ｊ＝１で指定される領域が配置対象ブロック領域
であるので、ステップ３０９に移行する。そして、ステ
ップ３０９において、ｊ値がインクリメントされ、ｊ＝
２の機能ブロック領域４０３が改めて指定される（ステ
ップ３０５）。そして、ステップ３０６において、機能
ブロック領域４０３が配置対象ブロック領域か否かが判
定される。この機能ブロック領域４０３（ｊ＝２）は、
配置対象ブロック領域ではないので、ステップ３０７に
移行する。

【００２４】ステップ３０７において、配置候補領域ｉ
と注目ブロックｊとが重なる領域の面積Ｍを算出する。
本例の場合、配置候補領域４０８（ｉ＝２）は機能ブロ
ック領域４０３と重複するため、重複領域面積Ｍ（Ｍ≠
０）が計算される。重複領域面積Ｍは、機能ブロック４
０２と機能ブロック４０３について機能ブロック情報格
納部１０６から抽出したブロックの位置及び大きさの情
報に基づいて計算される。

【００２５】ステップ３０８において、重なり度Ｗ
（ｉ）にＭを付加する。本例の場合、初期値Ｗ（２）＝
０であり、Ｍ＝Ａとなり、両者の和Ｗ（２）＝Ａとな
る。ステップ３０９において、ｊを１増加させる。本例
の場合、ｊは３となる。ステップ３１０において、ｊが
ブロック数ｎ以下の時、再びステップ３０５へ戻る。ま
た、ｊがｎより大きければステップ３１１へ移行する。
本例の場合、ｊが３であり、ｎは２であるので、ステッ
プ３１１へ移行する。

【００２６】ステップ３１１において、ｉを１増加させ
る。本例の場合、ｉ＝３となり、対象領域が存在しな
い。ステップ３１２において、ｉが配置候補領域数Ｎ以
下の時、ステップ３０２へ戻る。ｉがＮより大きければ
ステップ３１３へ移行する。本例の場合、ｉは３であ
り、Ｎが２であるのでステップ３１３に移行する。

【００２７】ステップ３１３において、重なり度Ｗ
（ｉ）の最も小さい配置候補領域を配置領域として選択
する。本例の場合、Ｗ（１）＝０、Ｗ（２）＝Ａとなる
ので、ｉ＝１の領域、すなわち配置候補領域４０７が配
置領域として選択される。そして、図２に示す処理に戻
る。そして、ステップ２０８において、決定された配置
位置に配置対象部品を配置する。その後、ステップ２０
４へ処理を戻し、次の配置対象部品を選択して同様の処
理を行なう。

【００２８】図５は、図４に示す例について上記の配置
処理を行った結果を示す模式図である。配置条件が等し
い配置候補領域４０７と４０８に対しては、配置領域と
して他のブロック領域と重ならない配置候補領域４０７
が優先して選択されている。

【００２９】

【発明の効果】このように、本発明によれば、自動配置
時における部品配置位置を決定する際に、配置条件の等
しい配置候補領域が複数個存在した場合に、他のブロッ
ク領域と重ならない領域を優先させて配置位置として選
択するように構成したことにより、いくつかのブロック
領域が重なる領域に配置対象ブロックの部品を配置させ
たことで後から配置対象として選択されるブロックに属
する部品の配置領域が存在せずに、配置できなくなるの
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における電気部品自動配置装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】図１の電気部品自動配置装置の動作を説明する
フローチャートである。

【図３】図１の電気部品自動配置装置の配置位置決定部
の動作を説明するフローチャートである。

【図４】図１の電気部品自動配置装置の配置対象の一例
を示す模式図である。

【図５】図１の電気部品自動配置装置の配置結果の一例
を示す模式図である。

【符号の説明】

１０１ 入力装置 １０２ 出力装置 １０３ データベース格納部 １０４ 部品情報格納部 １０５ 接続情報格納部 １０６ 機能ブロック情報格納部 １０７ 自動配置処理部 １０８ 配置対象ブロック決定部 １０９ 配置対象部品選択部 １１０ 配置候補領域決定部 １１１ 配置位置決定部 ４０２、４０３ 機能ブロック ４０６ 配置対象部品 ４０７、４０８ 配置候補領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−20399（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−349579（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−25953（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−205974（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 17/50

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配置対象部品をプリント基板上に配置さ
   れた機能ブロック内の所定の位置に配置するための電気
   部品自動配置装置であって、 前記プリント基板上に配置すべき各部品の機能情報と、
   各部品の接続情報と、各部品が配置されるべき機能ブロ
   ックの位置、形状に関する機能ブロック情報とを格納す
   る配置情報格納手段と、 前記配置対象部品を配置すべき機能ブロックを選定する
   機能ブロック選定手段と、 前記配置情報格納手段に格納された接続情報及び機能ブ
   ロック情報に基づいて、前記機能ブロック領域内から配
   置候補領域を抽出する配置候補領域抽出手段と、 前記配置候補領域抽出手段によって抽出された複数の配
   置候補領域の内、第１の配置候補領域が前記機能ブロッ
   ク選定手段によって選定された機能ブロック領域内のみ
   に位置し、第２の配置候補領域が前記機能ブロック選定
   手段によって選定された機能ブロックと、この機能ブロ
   ック以外の機能ブロック領域との重複領域内に位置する
   場合、前記第１の配置候補領域を優先的に配置位置とし
   て決定し、配置対象部品を配置する配置位置決定手段と
   を備えた、電気部品自動配置装置。
2. 【請求項２】 プリント基板上に配置すべき各部品の機
   能情報と、各部品の接続情報と、各部品が配置されるべ
   き機能ブロックの位置、形状に関する機能ブロック情報
   とを含む配置情報を用いて、配置対象部品をプリント基
   板上に配置された機能ブロック内の所定の位置に配置す
   るための電気部品の自動配置方法であって、 前記配置対象部品を配置すべき機能ブロックを選定する
   機能ブロック選定ステップと、 前記配置情報中の接続情報及び機能ブロック情報に基づ
   いて前記配置対象部品が配置可能な配置候補領域を抽出
   する配置候補領域抽出ステップと、 前記配置候補領域抽出ステップによって抽出された複数
   の配置候補領域の内、第１の配置候補領域が前記機能ブ
   ロック選定ステップによって選定された機能ブロック領
   域内のみに位置し、第２の配置候補領域が前記機能ブロ
   ック選定ステップによって選定された機能ブロックと、
   この機能ブロック以外の機能ブロック領域との重複領域
   内に位置する場合、前記第１の配置候補領域を優先的に
   配置位置として決定し、配置対象部品を配置する配置位
   置決定ステップとを備えた、電気部品の自動配置方法。