JP3111970B2

JP3111970B2 - 半導体集積回路の自動配線方法

Info

Publication number: JP3111970B2
Application number: JP10073866A
Authority: JP
Inventors: 徹哉大隈
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-03-23
Filing date: 1998-03-23
Publication date: 2000-11-27
Anticipated expiration: 2018-03-23
Also published as: JPH11274309A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路の
自動配線方法に関し、特に複数の配線層を有するＬＳＩ
等の半導体集積回路において、セルの自動配置終了後の
セルとセルの端子間を結線する自動配線に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩの設計過程における配置と配線の
問題は、セル情報、ネットリスト情報、そして端子や既
配線などの禁止情報に基づく端子間の結線を、設計ルー
ルや各種の制約条件を満足するように決定することであ
る。セルの端子間を結線して配線経路を求める方法とし
ては、迷路法と線分探索法が知られている。

【０００３】このうち、線分探索法は、一方の端子と他
方の端子の２点間の配線経路を求めるにあたって、まず
縦方向か横方向に伸びる仮想線分（探索ライン）を、一
方の端子と他方の端子のそれぞれの点から禁止領域に達
するまで発生させる。そのようにして双方の点から発生
させた線分が交差するまで繰り返し行って探索し、経路
を確定する。この線分探索法の利点は、線分の折れ曲が
りが少なく、シンプルな経路を高速に検出できる点であ
る。

【０００４】複数の配線層を持つＬＳＩのレイアウト設
計において、このような線分探索法を用い、自動配線プ
ログラムに基づいてセル間の自動配線が行われる。例え
ば、図１１（ａ）に示す半導体基板上の第１層Ｌ１〜第
４層Ｌ４の４つの層よりなる多層配線において、上位プ
ログラムに基づいて回路設計が終了し、各層へのセルの
自動配置が行われる。自動配置されたセルのうち、例え
ば図１１（ｂ）に示すように、第１層Ｌ１に配置された
セルＣ１の端子を始点Ｓとし、同じく第１層Ｌ１に配置
されたセルＣ２の端子を終点Ｔとする場合、上位プログ
ラムはそれら始点Ｓと終点Ｔの２点端子間を結線するた
めに、全ネットリスト（セルの論理的な接続関係）から
始点Ｓと終点Ｔを含むチップ領域のネットリストを切り
出す。この切り出されたネットリストは上位プログラム
から下位プログラムに与えられ、下位プログラムは上位
プログラムからの制御を受けると、ネットリスト情報に
基づき始点Ｓおよび終点Ｔ間の後述の自動配線プログラ
ムを実行する。

【０００５】ところで、図１１（ｂ）に示すように、第
１層Ｌ１に設定された始点Ｓと終点Ｔの周辺に、例えば
既に決められた配線１１が存在し、第２層Ｌ２にも同様
に既に決められた配線２１が存在するような場合、それ
ら配線１１，２１は自動配線の禁止領域に設定される。
図１１の符号１２は、既配線１１，２１を互いに接続す
るためのビアである。セル内での電源配線や接地配線は
既に決められている配線であり、その部分には他の配線
を通すことはできない。また、以前に完了している配線
部分も使用できないので、この配線部分も禁止領域とな
る。

【０００６】すなわち、ここまでの各設定の流れは、上
位プログラムによって図１２の処理フローチャートにお
けるステップＳ１〜Ｓ４までに示される。下位プログラ
ムでは、ステップＳ５からの処理による始点Ｓおよび終
点Ｔ間の自動配線プログラムを実行する。ステップＳ５
では、経路探索を開始するための準備として、始点Ｓと
終点Ｔを探索ラインとして探索キューに登録する。

【０００７】現在の微細化した設計プロセスでは、配線
遅延の増大がＬＳＩの性能低下の要因になっている。一
般に、上層は半導体基板からの間隔が大きくなるため対
基板容量は小さくなり、配線の断面積は大きくなるため
配線抵抗は小さくなる。このことから、長い配線はなる
べく上層を用いて配線したほうが遅延を小さくすること
ができる。したがって、線分探索法で上層を優先して配
線するためには、経路探索時に下層に大きいコストをつ
けるという手法がとられていた。したがって、図１１
（ａ）で例示された第１層Ｌ１〜第４層Ｌ４よりなる多
層では、配線する層の探索優先順位は上層になるほど高
く、コストは小さくなる。

【０００８】また、図１１（ａ）の多層を例にすれば、
第１層Ｌ１と第３層Ｌ３における配線方向すなわち主軸
方向をＸＹ座標軸でいうＸ軸に沿った横方向と約束した
場合、第２層Ｌ２と第４層Ｌ４における配線方向すなわ
ち主軸方向は、Ｙ軸に沿った縦方向に決められているも
のとする。すなわち、隣接する層ごとに主軸方向は変わ
るものとする。

【０００９】線分探索法では、始点Ｓおよび終点Ｔから
探索ラインが各層の主軸方向である４つの方向に延ばさ
れるが、どの方向から優先して延ばすかの優先順位は、
始点と終点とが向き合う方向、および使用する層を考慮
して定められる。

【００１０】以上を根拠にして、図１３に示すように、
始点Ｓと終点Ｔにおける探索ラインの優先順位は、４つ
の方向を丸付き数字で示した場合、始点Ｓでは、→
→→の順位であり、終点Ｔでは、→→→順
位に定められる。

【００１１】図１４（ａ），（ｂ）は、始点側および終
点側の探索キューの状態を示す。キューには、探索ライ
ンとその長さが格納される。前記したステップＳ５で
は、始点Ｓと終点Ｔの座標のみが格納される。この場
合、長さは０である。

【００１２】以下、図１２のステップＳ６〜Ｓ１５の経
路探索処理を説明する。まず始点側の処理について述べ
る。図１３のステップＳ６において、目標とする始点Ｓ
および終点Ｔ間の配線接続が既に完了済みか否かをチェ
ックする。この時点では、接続が完了していないので、
次のステップＳ８に進む。ステップＳ８では、始点Ｓの
探索キューが空か否かチェックする。この場合、始点Ｓ
の座標が格納されており、空ではないので、ステップＳ
９に進む。ステップＳ９では、探索キューに最小コスト
の探索ラインがあるか否かをチェックする。この場合、
始点Ｓの座標のみであり、最小コストの探索ラインは無
いので、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、
探索ラインを発生する点があるか否かをチェックする。
座標Ｓがあるので、発生する点ありとして、次のステッ
プＳ１３へ進む。ステップＳ１３では、図１３に示した
第１の優先順位のＬ２（第２層）探索ライン（方向）
を生成する。

【００１３】図１５に、探索ラインの状態を示す。Ｌ２
探索ライン（方向）は、第２層Ｌ２上で禁止領域に達
することなく、配線領域外まで延びる。その距離はｃで
ある。ステップＳ１４では、到達目標側の探索ラインと
交差しないので、ステップＳ１５で、図１４（ａ）に示
すように、探索方向とその距離ｃをキューに格納す
る。

【００１４】以上のステップＳ１２〜Ｓ１５を繰り返し
て、図１３に示すように、始点ＳからＬ２探索ライン
（方向，距離ｄ），Ｌ１探索ライン（方向，距離
ｂ），Ｌ１探索ライン（方向，距離ａ）が伸長され
る。この場合、いずれの探索ラインも禁止領域に交差す
ることがない。その結果、図１４（ａ）に示すように、
始点側の探索キューには、，，，方向の探索ラ
インがすべて格納される。

【００１５】ステップＳ１２で、探索ラインを発生する
点は無くなったので、ステップＳ６に戻り、接続は完了
していないので終点Ｔ側の処理に移る。基本的には、始
点Ｓ側での処理と同じであるが、ステップＳ１３で終点
ＴからＬ１探索ライン（方向）が伸長されたとき、始
点Ｓから伸長されたＬ２探索ライン（方向）と、交差
する。したがってステップＳ１４で、到達目標側の探索
ラインと交差したと判断し、ステップＳ６に戻る。

【００１６】図１６には、始点Ｓから第２層Ｌ２上を延
びる探索ライン（方向）と、終点Ｔから第１層Ｌ１上
を延びる探索ライン（方向）とが交差する状態を示し
ている。この交差点１から始点Ｓにつながる探索ライン
と、終点Ｔにつながる探索ラインをそれぞれ逆に辿って
バックトレースすると、図１７（ａ），（ｂ）に示す配
線経路が確定される。（ａ）は２層Ｌ１，Ｌ２を示す分
解斜視図であり、配線が各層にどのように配置されるか
の理解を容易ならしめるものであり、（ｂ）は第２層Ｌ
２側から見た平面図である。

【００１７】第１層Ｌ１の始点Ｓは、ビア２により第２
層Ｌ２の配線３の一端に接続され、配線の他端は、ビア
４を経て第１層の配線５の一端に接続され、配線の他端
は、終点Ｔに接続される。このようにして確定された配
線経路は、ステップ７にて配線情報として作成されたう
えで出力される。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来の線分探
索法を用いた自動配線方法の場合、解決すべき以下の問
題点がある。

【００１９】その１つに、配線層を選択制御するために
配線層にコストを高順位に設定しても、アルゴリズム上
で有効に働かない場合が起こることである。たとえば、
図１８に示すように、始点Ｓと、２つの終点Ｔ１または
終点Ｔ２が主軸方向で一直線上に存在する例がある。そ
の場合、各点に禁止領域がまったく存在しない状態で
は、始点Ｓから出た探索ラインが終点Ｔと交差してしま
う。その結果、いかなる手法をもってコストを変更して
も、上層で配線することはできない。

【００２０】さらに、別の問題点の１つとして、特定の
層を配線禁止層として扱う方法では配線不可となり、未
配線を生じる結果を招く場合がある。たとえば、図１９
に示すように、第１層Ｌ１を配線禁止層に設定し、接続
する第１層Ｌ１の端子上を別ネットの配線が第２層Ｌ２
で通過しているとする。その場合、第１層Ｌ１は禁止層
で使用できない事情があるため、ビア１２を設置して上
層の第２層Ｌ２に配線を引き回そうとしても、別のネッ
トと配線が短絡して接続不可となる不都合がある。

【００２１】このような問題点が生じる理由は、探索ラ
インの交差が見つかった時点で配線経路を確定してしま
い、始点または終点から出た探索ラインが直接相手側の
点を通過するときにコストは考慮されないからである。

【００２２】本発明の目的は、層毎に探索ラインの伸長
を制限する制限値を与えることにより、下層の探索ライ
ンを短くし、探索ラインの交差を起こりにくくすること
で、配線が使用する配線層を制御できるようにした半導
体集積回路の自動配線方法を提供することにある。

【００２３】本発明の他の目的は、遅延制約がきびしい
ネットに対して、下層に伸長制限を付けることで下層の
配線を短く、上層の配線を長く配線することができ、遅
延の小さいレイアウトを得ることができる半導体集積回
路の自動配線方法を提供することにある。

【００２４】本発明のさらに他の目的は、このような自
動配線方法を実行するプログラムが記録された記録媒体
を提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に複数
の配線層を持つ半導体集積回路を線分探索法により自動
配線する方法である。この方法は、層毎に探索ラインの
伸長を制限する制限値を与えるステップと、配線層に対
し、配線の探索優先順位を与えるステップと、探索ライ
ンの伸長方向に探索優先順位を与えるステップとを含
み、前記制限値は、下層より上層の方が大きくなるよう
に設定される。

【００２６】前記複数の配線層のうちのいずれか１つの
配線層上の第１の点と、前記複数の配線層のうちのいず
れか１つの配線層上の第２の点との間を配線する場合に
は、第１の点を出発点として順次伸長される探索ライン
についての情報を第１の探索キューに格納するステップ
と、第２の点を出発点として伸長される探索ラインにつ
いての情報を第２の探索キューに格納するステップとを
含み、前記情報には、前記制限値と、前記配線層に対す
る探索優先順位と、前記探索ラインの伸長方向に対する
探索優先順位と、少なくとも前記制限値，前記配線層に
対する探索優先順位，前記探索ラインの伸長方向に対す
る探索優先順位とから計算されたコストとを含む。

【００２７】前記探索ラインの伸長される方向を、直交
するＸ方向およびＹ方向とした場合には、各層において
探索ラインを伸長する主軸方向は、隣接する層間で異な
らせる。

【００２８】前記探索ラインの伸長は、第１の点側から
の探索ラインと、第２の点側からの探索ラインが交差す
るか、または前記探索キューが空になるまで続ける。

【００２９】第１の点側からの探索ラインと、第２の点
側からの探索ラインが交差した場合に、交差して点から
第１の点および第２の点につながる探索ラインをそれぞ
れ逆に辿って、経路を確定する。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明による半導体集積回
路の自動配線方法の実施の形態について、図１〜図１１
の各図を参照して詳細に説明する。

【００３１】本実施の形態の場合も、図１１で説明した
と同様の４層よりなる配線層において、自動配線するも
のとする。

【００３２】図１および図２は、本実施の形態の自動配
線方法を説明するためのフローチャートである。上位プ
ログラムに基づいて回路設計が終了し、セルへの自動配
置が行われる。自動配置されたセルのうち、前述したよ
うに第１層Ｌ１に配置されたセルＣ１の端子を始点Ｓと
し、セルＣ２の端子を終点Ｔとする場合、上位プログラ
ムはそれら始点Ｓと終点Ｔの２点端子間を結線するため
に、全ネットリストから始点Ｓと終点Ｔを含むチップ領
域のネットリストを切り出す。この切り出されたネット
リストは上位プログラムから下位プログラムに与えら
れ、下位プログラムはそうした上位プログラムからの制
御を受けると、ネットリスト情報に基づき始点Ｓおよび
終点Ｔ間を配線する後述の自動配線プログラムを実行す
る。

【００３３】図１１（ｂ）に示したように、第１層Ｌ１
に設定された始点Ｓと終点Ｔの周辺に、例えば既に決め
られた配線１１が存在し、第２層Ｌ２にも同様に既に決
められた配線２１が存在している。そうした場合、それ
ら配線１１，２１は自動配線の禁止領域に設定される。

【００３４】自動配線制御部としては、セル情報、ネッ
トリスト、端子、そして既配線などによる接続禁止の各
種情報を入力する部分を備えている。また、自動配線制
御部は、配線の接続目標となる一側端子と他側端子の２
点の情報および探索ラインの伸長を制限するためのパラ
メータを入力する部分を有し、線分探索法で配線経路を
検出して見い出す部分と、そして接続完了した配線結果
を出力する部分などを備えて構成されている。

【００３５】図１１に示す各設定までの流れは、上位プ
ログラムによって切り出された情報の入力が図１の動作
フローチャートにおけるステップＳ２０〜Ｓ２３に示さ
れる。下位プログラムでは、次のステップＳ２４からの
処理による始点Ｓおよび終点Ｔ間の自動配線プログラム
を実行する。ステップＳ２４では、経路探索を開始する
ための準備として、始点Ｓと終点Ｔを探索ラインとして
探索キューに格納する。

【００３６】次に、下位プログラムの実行動作について
説明する。図１のステップＳ２５では、層毎に探索ライ
ンの伸長制限値を与える。本実施の形態の場合、下層の
第１層Ｌ１と第２層Ｌ２に対して所定の同一値を、たと
えば伸長制限値『１０』といったように無単位の数値で
付与する。実際には、長さの単位「μｍ」や、配線格子
の数などで与えることができる。また、上層の第３層Ｌ
３と第４層Ｌ４に対しては、いずれも伸長を規制しない
無制限（禁止領域にぶつかるまで）に設定されている。

【００３７】図１１に示した第１層Ｌ１〜第４層Ｌ４の
ような多層構造では、上層を優先して配線するために、
上層ほど経路探索時の探索優先順位を高くしてコストを
低くし、下層の探索優先順位は低くしてコストを高くす
ることについては、前述した通りである。それに基づい
て、各層に配線層コストが与えられる（ステップＳ２
６）。また、第１層Ｌ１〜第４層Ｌ４において、第１層
Ｌ１と第３層Ｌ３における配線方向すなわち主軸方向を
ＸＹ座標軸でいうＸ軸に沿った横方向と約束した場合、
第２層Ｌ２と第４層Ｌ４における配線方向すなわち主軸
方向は、Ｙ軸に沿った縦方向に決められる。

【００３８】以上の各設定に基づき、図１３において説
明したように、始点Ｓおよび終点ＴＲから伸長する探索
ライン４方向における探索優先順位を定める。すなわ
ち、始点Ｓでは、→→→の順位であり、終点Ｔ
では、→→→の順位である。

【００３９】図３（ｂ），（ｃ）は、始点側および終点
側の探索キューの状態を示す。キューには、探索方向と
その長さが格納される。前記したステップＳ２４では、
始点Ｓと終点Ｔの座標のみが格納される。この場合、長
さは０である。なお、図３（ｂ），（ｃ）の理解を助け
るために、図１３と同じ図を図３（ａ）に示しておく。

【００４０】以下、経路探索処理を説明する。まず始点
側について処理を開始する（ステップＳ２７）。ステッ
プＳ２７で、接続は完了していないと判断し、ステップ
Ｓ２８で始点側の探索キューが空か否かをチェックす
る。この場合、探索キューには始点Ｓの座標が格納され
ているので、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０で
は、探索キューに最小コストの探索ラインがあるか否か
をチェックする。この場合、始点Ｓの座標のみであり、
最小コストの探索ラインは無いので、ステップＳ３３に
進む。ステップＳ３３で始点Ｓについて探索開始座標が
あるか否かチェックする。この時点では、始点側の探索
キューには始点Ｓの座標が格納されているので、探索開
始座標ありとして、次のステップＳ３４に進む。ステッ
プＳ３４では、始点Ｓに到達目標の配線があるか否かチ
ェックする。この場合、配線はないので、次のステップ
Ｓ３５に進む。ステップＳ３５では、始点Ｓに到達目標
からの探索ラインが延びているか否かチェックする。こ
の時点では、探索ラインはないので、次のステップＳ３
６に進む。ステップＳ３６において、始点Ｓから、図３
（ａ）に示す第１の優先順位のの方向にＬ２探索ライ
ンを伸長する。伸長距離は、１０である。

【００４１】次に、ステップＳ３７で、伸長した探索ラ
インが到達目標からの探索ラインと交差するか否かチェ
ックする。この時点では、終点Ｔからの探索ラインはま
だ無いので交差しない。伸長した探索ラインを、ステッ
プＳ３８でコストを付加して、図３（ｂ）の探索キュー
に格納する。すなわち、探索方向、長さ１０が登録さ
れる。なおコストは、探索開始点までの距離のコスト、
折れ曲がりのコスト、使用する層のコスト、どれくらい
迂回しているかのコスト等を算出する。

【００４２】ステップＳ３３に戻り、探索開始座標があ
るので、ステップＳ３３〜Ｓ４８を繰り返し、Ｌ２探索
ライン（方向，長さ１０），Ｌ１探索ライン（方向
，長さ１０），Ｌ１探索ライン（方向，長さ１０）
を、コストを付加して始点側の探索キューに格納する。

【００４３】始点Ｓにおいて、４方向への探索ラインの
伸長が終わると、ステップＳ３３では、探索開始座標が
なくなるので、ステップＳ２７に進む。接続は完了して
いないので、次は終点Ｔの処理に移る。終点Ｔについ
て、始点Ｓと同様の処理を行う。その結果、終点側探索
キューには、図３（ｃ）に示すように、Ｌ２探索ライン
（方向，長さ１０），Ｌ２探索ライン（方向，長さ
１０），Ｌ１探索ライン（方向，長さ１０），Ｌ１探
索ライン（方向，長さ１０）が格納される。この段階
で、図３（ｂ），（ｃ）に示される探索キュー中の始点
Ｓ，終点Ｔについての処理が完了する。

【００４４】このように始点Ｓおよび終点Ｔから長さ１
０の探索ラインが４方向に伸長された状態を図４に示
す。伸長された探索ラインは交差しないので、ステップ
Ｓ２７で接続は完了していないと判断される。始点Ｓ側
の探索キューには、，，，の方向の探索ライン
が格納されているので、ステップＳ２８で探索キューは
空ではないので、ステップＳ３０に進む。

【００４５】再び始点側の処理が開始される。ステップ
Ｓ３０では、始点側探索キューに最小コストがあると判
断し、ステップＳ３１で最小コストの探索ライン、すな
わち探索ライン（方向，長さ１０）を取り出す。ステ
ップＳ３２では、図５（ｃ）に示すように、取り出され
た探索ラインと配線格子との交点ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，
ｆを、探索開始座標として、図６に示すテーブル上に列
挙する。なお、図５（ａ）には、始点Ｓからの４方向の
伸長方向を、図５（ｂ）には、始点側の探索キューを再
度示す。

【００４６】ステップＳ３３で、探索開始座標があると
判断し、ステップＳ３４で探索開始点に到着目標の配線
があるか否かをチェックし、続いてステップＳ３５で探
索開始点に到着目標からの探索ラインがあるか否かをチ
ェックする。この場合には、いずれもないので、ステッ
プＳ３６に進む。ステップＳ３６においては、まず、優
先順位の高い第３層Ｌ３において、各探索開始座標ａよ
りＬ３の主軸方向であるおよびの方向にそれぞれ探
索ラインを伸長する。第３層は、伸長制限はないので、
配線領域外に交差するまで伸長する。ステップＳ３７
で、伸長した探索ラインが到達目標からの探索ラインと
交差するか否かをチェックする。この場合、いずれの探
索ラインも到達目標からの探索ラインと交差しないの
で、ステップＳ３８で探索ラインをコストを付加して探
索キューに格納する。次に、図５（ｃ）の探索開始座標
点ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆについて、同様の処理を繰り
返す。図７に、各探索開始座標より第３層の探索ライン
を伸長した状態を示す。第３層Ｌ３について、ステップ
Ｓ３３〜Ｓ３８の処理を行っても終点側の探索ラインと
交差しないので、次に各探索開始座標ａ，ｂ，ｃ，ｄ，
ｅ，ｆについて、第１層Ｌ１に対して同様の処理を行
う。

【００４７】ステップＳ３６で、図６のテーブル上での
探索開始座標が無くなったので、ステップＳ２７に進
む。以下、終点側の最小コストの探索ラインについて、
始点側と同様の処理を繰り返す。この場合においても、
最小コスト上の探索開始座標から方向，側に伸長し
た探索ラインは、始点側からの探索ラインとは交差しな
い。ステップＳ３３において探索開始座標が無いとして
ステップＳ２７に進み、接続完了か否かをチェックす
る。ここまでで、図８に点線で示すように、始点Ｓ，終
点Ｔ側から距離１０の探索が終了した。しかし、接続は
完了していないので、ステップＳ２８から始点側の処理
に移る。

【００４８】始点側では、始点Ｓから既に伸長されてい
る４本の探索ライン（図８に点線で示す）の先端座標を
探索開始座標として、３方向に探索ラインを伸長する。
図８に示すように、第１層および第２層上での探索ライ
ンは、伸長制限を受け長さは１０である。また第３層上
の探索ラインは、伸長制限がないので配線領域外まで伸
長される。図では、これら探索ラインを実線で示してい
る。これらの探索ラインのいずれも、終点Ｔから伸長さ
れた探索ラインとは交差しないことが、図８よりわかる
であろう。ステップＳ３３からステップＳ２７に進み、
接続が完了していないと判断され、終点側の処理を行
う。

【００４９】そして、ステップＳ３０〜Ｓ３８の過程
で、図８に４０で示した探索ラインを処理しているとき
に、ステップ３７で探索ラインの最先端において、これ
までの処理で、終点Ｔから既に伸長されている探索ライ
ンの１本、例えば図９に示すように、終点Ｔからの方
向に伸長された探索ラインの先端座標から、第３層上を
の方向に伸長された探索ラインが、交差したとする。
交差点を６で示す。ステップＳ３７で、交差すると判断
されて、ステップＳ２７に進む。ステップＳ２７で接続
は完了したと判断されて、交差点６から始点Ｓにつなが
る探索ラインと、終点Ｔにつながる探索ラインをそれぞ
れ逆に辿ってバックトレースすると、経路が確定する。
検出された経路はステップＳ２９において配線情報を作
成して出力される。

【００５０】図１０に、作成された配線の状態を示す。
（ａ）は第１層，第２層，第３層の分解斜視図、（ｂ）
は平面図である。第１層Ｌ１の始点Ｓは、ビア７により
第２層Ｌ２の配線２２の一端に接続され、配線の他端
は、ビア８を経て第３層の配線３１の一端に接続され、
配線の他端は、ビア９を経て第２層の配線２３の一端に
接続され、配線の他端は、ビア１０を経て終点Ｔに接続
される。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による半導
体集積回路の自動配線方法は、配線遅延の発生に対して
制約が厳しいネットに対して、多層配線における下層に
伸長制限を付与することで、下層の配線を短く、上層の
配線を長く配線することができ、配線遅延の小さいレイ
アウトを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の処理の流れを示すフローチャー
トである。

【図２】本実施の形態の動作の流れを示すフローチャー
トである。

【図３】探索キューの状態を示す図である。

【図４】始点Ｓおよび終点Ｔから長さ１０の探索ライン
が伸長された状態を示す図である。

【図５】最小コストの探索ラインと配線格子との交点か
ら探索ラインを伸長する状態を示す図である。

【図６】探索開始座標のテーブルを示す図である。

【図７】第３層の探索ラインを伸長した状態を示す図で
ある。

【図８】探索ラインの伸長を示す図である。

【図９】探索ラインの交差を示す図である。

【図１０】配線の状態を示す図である。

【図１１】セルおよび禁止領域が配置された４層の多層
構造を示す図である。

【図１２】従来例の処理の流れを示すフローチャートで
ある。

【図１３】始点Ｓおよび終点Ｔの探索ラインの方向を示
す図である。

【図１４】探索キューの格納状態を示す図である。

【図１５】探索ラインの伸長の様子を示す図である。

【図１６】探索ラインの交差の状態を示す図である。

【図１７】配線の形成状態を示す図である。

【図１８】始点と２つの終点Ｔ１または終点Ｔ２が主軸
方向で一直線上に存在する場合を示す平面図である。

【図１９】第１層を配線禁止層に設定し、接続する第１
層の端子上を別ネットの配線が第２層で通過している場
合を示す平面図である。

【符号の説明】

１１第１層の既配線７，８，９，１０，１２ビア２１第２層の既配線２２，２３，３１配線Ｌ１第１層Ｌ２第２層Ｌ３第３層Ｌ４第４層

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に複数の配線層を持つ半導体集積回
路を線分探索法により自動配線する方法において、層毎に探索ラインの伸長を制限する制限値を与えるステ
ップと、配線層に対し、配線の探索優先順位を与えるステップ
と、探索ラインの伸長方向に探索優先順位を与えるステップ
とを含み、前記制限値は、下層より上層の方が大きくなるように設
定することを特徴とする半導体集積回路の自動配線方
法。
【請求項２】前記複数の配線層のうちのいずれか１つの
配線層上の第１の点と、前記複数の配線層のうちのいず
れか１つの配線層上の第２の点との間を配線する場合
に、第１の点を出発点として順次伸長される探索ラインにつ
いての情報を第１の探索キューに格納するステップと、第２の点を出発点として伸長される探索ラインについて
の情報を第２の探索キューに格納するステップとを含
み、前記情報には、前記制限値と、前記配線層に対する探索
優先順位と、前記探索ラインの伸長方向に対する探索優
先順位と、少なくとも前記制限値，前記配線層に対する
探索優先順位，前記探索ラインの伸長方向に対する探索
優先順位とから計算されたコストとを含む、ことを特徴とする請求項１記載の半導体集積回路の自動
配線方法。
【請求項３】前記探索ラインの伸長される方向を、直交
するＸ方向およびＹ方向とした場合に、各層において探
索ラインを伸長する主軸方向は、隣接する層間で異なる
ことを特徴とする請求項２記載の半導体集積回路の自動
配線方法。
【請求項４】前記探索ラインの伸長は、第１の点側から
の探索ラインと、第２の点側からの探索ラインが交差す
るか、または前記探索キューが空になるまで続けること
を特徴とする請求項３記載の半導体集積回路の自動配線
方法。
【請求項５】第１の点側からの探索ラインと、第２の点
側からの探索ラインが交差した場合に、交差して点から
第１の点および第２の点につながる探索ラインをそれぞ
れ逆に辿ってバックトレースし、経路を確定することを
特徴とする請求項３記載の半導体集積回路の自動配線方
法。
【請求項６】基板上に複数の配線層を持つ半導体集積回
路を線分探索法により自動配線するプログラムを記録し
た記録媒体において、層毎に探索ラインの伸長を制限する制限値を与えるステ
ップと、配線層に対し、配線の探索優先順位を与えるステップ
と、探索ラインの伸長方向に探索優先順位を与えるステップ
と、前記制限値を、下層より上層の方が大きくなるように設
定するステップと、を実行するプログラムが記録された記録媒体。
【請求項７】前記複数の配線層のうちのいずれか１つの
配線層上の第１の点と、前記複数の配線層のうちのいず
れか１つの配線層上の第２の点との間を配線する場合
に、第１の点を出発点として順次伸長される探索ラインにつ
いての情報を第１の探索キューに格納するステップと、第２の点を出発点として伸長される探索ラインについて
の情報を第２の探索キューに格納するステップと、前記情報には、前記制限値と、前記配線層に対する探索
優先順位と、前記探索ラインの伸長方向に対する探索優
先順位と、少なくとも前記制限値，前記配線層に対する
探索優先順位，前記探索ラインの伸長方向に対する探索
優先順位とから計算されたコストを含ませるステップと
を含む、ことを特徴とする請求項６記載の記録媒体。
【請求項８】前記探索ラインの伸長される方向を、直交
するＸ方向およびＹ方向とした場合に、各層において探
索ラインを伸長する主軸方向は、隣接する層間で異なる
ことを特徴とする請求項７記載の記録媒体。
【請求項９】前記探索ラインの伸長は、第１の点側から
の探索ラインと、第２の点側からの探索ラインが交差す
るか、または前記探索キューが空になるまで続けること
を特徴とする請求項８記載の記録媒体。
【請求項１０】第１の点側からの探索ラインと、第２の
点側からの探索ラインが交差した場合に、交差して点か
ら第１の点および第２の点につながる探索ラインをそれ
ぞれ逆に辿ってバックトレースし、経路を確定するステ
ップを含むことを特徴とする請求項９記載の記録媒体。