JP3133571B2 - 半導体集積回路の自動レイアウト方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路の自動レ
イアウト方法に関し、特に各信号配線の相互作用による
特性の低下を避ける半導体集積回路の自動レイアウト方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】まず図３乃至図５を用いて従来例を説明
する。

【０００３】図３，図４は従来の半導体集積回路の自動
レイアウト方式のフロー図であり、図５の（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）はブロック間配線を、各信号配線の相互
作用により電気的特性を低下させたくない配線（以後特
別信号配線と称す）とする機能ブロックの入出力端子の
配置及び特別信号配線の自動配線及びその配線の変換の
例をそれぞれ示すレイアウト図である。

【０００４】図３，図４，図５において、従来の半導体
集積回路の自動レイアウトを行なう方法として、各機能
ブロックの設計および定義を行なった後、その各ブロッ
クの回路レイアウト，配線禁止領域，入出力端子のデー
タを用いて、半導体集積回路を自動レイアウトする方法
について説明する。

【０００５】まず、処理１０２，１０４，１０８，１１
８，１１０，１１２より成る各機能ブロックの設計につ
いて説明する。

【０００６】処理１０２にて、各機能ブロックの回路設
計を行ない、次に処理１０４にて設計する機能ブロック
が処理１０２の回路設計より例えば図５（Ａ）に示すよ
うに、「高周波あるいは大振幅の信号を伝達する為にそ
の信号を伝達する配線と、他の信号配線の配線間の容量
を介して、他の信号配線に電気的特性の影響を及ぼす信
号配線」や「他の信号配線の電気的特性の影響を受ける
と回路特性を著しく低下させてしまう信号配線」等の特
別信号配線により、ブロック間配線を行なうものかどう
かの判定を行なう。

【０００７】この処理１０４の判定で「設計する機能ブ
ロックが、ブロック間配線を択別信号配線とする機能ブ
ロックではない」とした場合、ステップ１０６となり処
理１０８にて各機能ブロックのレイアウト設計を行な
う。

【０００８】一方、この判定で「設計する機能ブロック
がブロック間配線を特別信号配線とする機能ブロックで
ある」とした場合、ステップ１１６となり処理１１８に
て各機能ブロックのレイアウトを行なう際、例えば図５
（Ａ）に示すように、機能ブロックＡ２００のレイアウ
ト設計で特別信号配線が接続される入出力端子４５１
（以後特別信号端子と称す）に対し、その特別信号端子
４５１が接続される配線層の自動配線での配線方向であ
る例えばＹ方向に、自動配線により配線されるブロック
配線の通過する例えばＸ方向，Ｙ方向共にＢの間隔で定
義された格子座標３００（以後配線格子と称す）の１格
子分の間隔を持ち、例えば一定な電位が供給される固定
電位端子Ａ４００とＢ４０１とで、特別信号端子４５１
を挟む状態で設ける。

【０００９】また、この処理１１８で機能ブロックＡ２
００と特別信号配線で接続される機能ブロックＢ２１０
も同様に特別信号端子４５０を挟む状態で、Ｙ方向に配
線格子３００の１格子分の間隔で固定電位端子４０２Ｃ
と４０３Ｄを設けることは言うまでもない。

【００１０】次に、処理１１０にて、各機能ブロックの
自動配線による配線を禁止する領域（以後配線禁止領域
と称す）を定義し、処理１１２で各機能ブロックの入出
力端子を定義する。

【００１１】この処理１１２では、半導体集積回路を実
現する為に、各機能ブロック相互間を接続する際、自動
配線で接続されるように接続用入出力端子を定義するも
のであり、処理１１０はその接続をする際に接続するブ
ロック間配線と各機能ブロック内の配線が接続しないよ
うに、ブロック間接続用配線の禁止領域を定義するもの
である。

【００１２】次に、上記で作成された各機能ブロックの
レイアウト，配線禁止領域，入出力端子データを用い
て、半導体集積回路をレイアウトする最初の処理として
処理１３０を行なう。この処理１３０では、半導体集積
回路にて所望の機能を実現する為、処理１０２で設計さ
れた回路データを用い、各機能ブロックの接続方法を決
定する。

【００１３】次に、処理１３２にて、半導体チップ上に
各機能ブロックのレイアウトを自動で配置する。

【００１４】次に図４の処理１６０にて、処理１３２で
配置された各機能ブロックを処理１８０で自動に配線さ
せる配線が特別信号配線かどうかの判定を手作業により
行なう。

【００１５】また、この判定で特別信号配線と判定され
た場合はステップ１７２となり、処理１７４で例えば図
５の（Ｃ）に示すような配線幅Ａの３本の配線５１０，
５１１，５２０とその３本の配線５１０，５１１，５２
０が配線格子３００上に位置したときの間隔を含んだ図
５（Ｂ）の配線５００の幅と定義し、特別信号配線でな
いと判定された場合はステップ１６２となり、処理１６
４で配線幅を例えばＡと定義する。

【００１６】次に処理１８０にて、処理１６４および処
理１７４で定義された配線幅で、各機能ブロックの入出
力端子を処理１３０での回路データに従い自動配線す
る。

【００１７】次に処理１８２にて、処理１７４で特別信
号配線の幅を定義し、処理１８０で図５（Ｂ）に示すよ
うに自動配線された１本の配線５００を図２（Ｃ）に示
すような配線幅Ａで配線格子３００上に位置する３本の
配線５１０，５１１，５２０に変換する。

【００１８】これにより、３本の配線の中央は、特別信
号配線５２０となり、他の２本の配線は処理１０８で設
けた固定電位端子４００，４０１，４０２，４０３と継
がり、固定電位が与えられる配線５１０，５１１となる
ので、特別信号配線５２０は固定電位配線５１０，５１
１に挟まれた状態となるので、これらの配線以外のこれ
らと同一層の配線は、特別信号配線５２０と隣接出来
ず、特別信号配線と同一層に限り、他の信号配線による
特性への影響は受けなくなる。

【００１９】次に処理１８４にて、特別信号配線と隣接
した別の層の配線による特別信号配線への影響が回路特
性上問題であるか手作業により判定する。

【００２０】この判定にて問題であると判断された場合
はステップ１９６となり、処理１９８にて問題となった
配線は修正され、処理１５０にて終了となる。一方、こ
の判定にて問題でないと判断された場合、ステップ１８
６となり、そのまま処理１５０にて終了となる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】この従来の半導体集積
回路の自動レイアウト方法では、各機能ブロックのデー
タを用いて半導体集積回路をレイアウトする際、「自動
配線する配線が特別信号配線かどうかの判定」、「特別
信号配線に隣接する別の層の配線の検出」、「その検出
された配線が回路特性上問題のある影響を与えるかとい
う判定」、「その検出された配線が回路特性上問題のあ
る影響を与える場合の修正」を手作業で行なう必要があ
り、完全に自動化されていなかった。

【００２２】また手作業によりレイアウトを修正するこ
ともあり、この手作業によりミスが介入する可能性ま
り、信頼性においても問題のある方法であった。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明の構成は、各機能
ブロックの回路設計やレイアウト設計、自動配線の配線
禁止領域の定義、前記自動配線により接続される入出力
端子の定義から成る各機能ブロック設計ステップと、前
記各機能ブロック設定工程にて得られたデータを用い前
記各機能ブロックの接続を決定する回路設計と、半導体
チップ上に前記各機能ブロックのレイアウトを自動で配
置する自動配置と、自動配置された各機能ブロックの入
出力端子間を配線する自動配線とから成る半導体チップ
設計ステップとを備える半導体集積回路の自動レイアウ
ト方法において、前記各機能ブロックの回路設計後前記
各機能ブロックがブロック間配線をそのブロック間配線
以外の配線と隣接させない機能ブロックかどうかを調
べ、前記ブロック間配線をそのブロック間配線以外の配
線と隣接させない機能ブロックのみ、前記各機能ブロッ
クのレイアウト設計で入出力端子の近くに固定電位の入
出力端子を設け、前記各機能ブロックの自動配線の配線
禁止領域定義で、全てのブロックを一時的に定義する他
の配線と隣接させないブロック間配線専用の配線層につ
いても自動配線の配線禁止領域を定義し、前記各機能ブ
ロックの入出力端子定義で自動配線にて接続される入出
力端子を定義し、他のブロック間配線以外の配線と隣接
してはいけない入出力端子のみ一時的に定義し、他の配
線と隣接させないブロック間配線専用の配線層にて接続
される入出力端子を定義するステップと、前記各機能ブ
ロックの回路接続方法を決定し、チップ上に各機能ブロ
ックのレイアウトを自動配置したものを前記ブロック間
配線を他の配線と隣接させない機能ブロックのみ、自動
配線の幅を互いに分離した複数本の配線を配線出来る幅
と定義し、自動配線した後その配線の幅を相互に電気的
接続をしない複数の配線に変換して、それと同じ形状及
び同じ座標の本来の配線層の禁止領域を定義し、残りの
自動配線を行なうステップとを含むことを特徴とする。

【００２４】

【実施例】次に、本発明の一実施例のフローを示すフロ
ー図１，図２、ブロック間配線を特別信号配線とする機
能ブロックの入出力端子の配置，特別信号配線の自動配
線及びその配線の変換のレイアウト例を示す図５を参照
すると、この実施例では、まず処理１０２にて各機能ブ
ロックの回路設計を行ない、次に処理１０４にて設計す
る機能ブロックが処理１０２の回路設計より回路の特性
上、特別信号配線でブロック間配線をする必要がある機
能ブロックかどうかの判定を行なう。

【００２５】この判定で、「設計する機能ブロックがブ
ロック間配線を特別信号配線とする機能ブロックではな
い」と判定した場合にはステップ１０６となり、次の処
理１０８，１２０，１１２にて各機能ブロックのレイア
ウト設計，配線禁止領域の定義，入出力端子の定義を行
なう。

【００２６】この際、処理１２０にて、本来の配線層の
禁止領域と特別信号配線用に一時的に定義した専用の配
線層の禁止領域とを定義し、特別信号配線専用の配線層
は本来の配線層と等しいものを定義する。

【００２７】一方この判定で、「設計する機能ブロック
がブロック間配線を特別信号配線とする機能ブロックで
ある」と判定した場合にはステップ１１６となり、特別
な処理を施す。

【００２８】まず最初に処理１１８にて、各機能ブロッ
クのレイアウト設計を行なう際、例えば図５（Ａ）に示
すように、機能ブロックＡ２００のレイアウト設計で特
別信号端子４５１に対し、その特別信号端子４５１が接
続される配線層の自動配線での配線方向である例えばＹ
方向とに、配線格子３００の１格子分の間隔を持ち、例
えば一定な電位が供給される固定電位端子４００と４０
１を特別信号端子４５１を挟む状態で設ける。

【００２９】またこの処理１１８で、機能ブロックＡ２
００と特別信号配線で接続される機能ブロックＢ２１０
も同様に特別信号端子４５０を挟む状態でＹ方向に配線
格子３００の１格子分の間隔で固定電位端子４０２と４
０３とを設けることは言うまでもない。

【００３０】次に処理１２０にて、各機能ブロックの配
線禁止領域を定義する際、本来の配線層の禁止領域と特
別信号配線用に一時的に定義した専用の配線層の禁止領
域とを定義する。

【００３１】次に、処理１２２にて各機能ブロックの入
出力端子を定義する際、特別信号端子を特別信号配線専
用の配線層にて自動配線で接続される入出力端子を定義
する。

【００３２】これにより、各機能ブロックの各設計及び
定義段階で特別信号配線の配線層を一時的に別の配線層
として設計及び定義を行なっているので、各機能ブロッ
ク間を自動配線する際、「特別信号配線」と「他の配
線」の手作業による判定は、配線層により区別出来る
為、不要となる。

【００３３】次に、各機能ブロックの各設計及び定義デ
ータを用いて、半導体集積回路をレイアウトする最初の
処理として処理１３０を行なう。

【００３４】処理１３０では、半導体集積回路にて所望
の機能を実現する為に処理１０２で設計された回路デー
タを用い、各機能ブロックの接続方法を決定する。

【００３５】次に処理１３２にて、半導体チップ上に各
機能ブロックのレイアウトを自動で配置する。

【００３６】次に処理１３４にて、特別信号配線の配線
幅を例えば図５（Ｃ）に示すような配線幅Ａの配線５１
０，５１１，５２０の３本とそれらの配線５１０，５１
１，５２０が配線格子３００上に位置したときの配線間
隔を含んだ図５（Ｂ）の配線５００の幅と定義し、処理
１３６にて特別信号配線のみ処理１３０の回路データに
従い、例えば図５（Ｂ）の機能ブロックＡ２００の特別
信号端子４５１と機能ブロックＢ２１０の特別信号端子
４５０を特別信号配線５００で接続するように自動配線
する。

【００３７】次に処理１３８にて、処理１３６で自動配
線された例えば図５（Ｂ）の１本の特別信号配線５００
を、例えば図５（Ｃ）に示すような配線幅Ａの配線格子
３００上に位置する３本の配線５１０，５１１，５２０
に変換することで、固定電位端子４００と配線５１０，
５１１、特別信号端子４５０，４５１と配線５２０はそ
れぞれ接続され、配線５１０，５１１は固定電位配線と
なり、配線５２０は特別信号配線となる。

【００３８】次に処理１４０にて、処理１３８で変換さ
れた配線と同じ形状，同じ座標で本来の配線層の配線禁
止領域を定義し、処理１４２にて処理１３８で変換され
た配線の配線層を一時的に特別信号配線の専用配線層と
定義していたものから本来の配線層に変換する。

【００３９】これにより、特別信号配線は、固定電位配
線に挟まれている為、特性に影響を与える「特別信号配
線と同一層の他の配線」は隣接出来なくなり、自動配線
された特別信号配線及び固定電位配線に配線禁止領域を
定義することで、特性に影響を与える他の層の配線も隣
接出来なくなる。このため、特性上問題となる他の配線
層の配線を手作業により修正する必要がなくなる。

【００４０】最後に、これまでの処理で作成された各設
計及び定義データと処理１４４にて定義される例えばＡ
の配線幅を用い、処理１４６にて処理１３０の回路デー
タに従い特別信号配線以外の配線を自動配線し、処理１
５０にて終了する。

【００４１】以上述べてきた半導体集積回路の自動レイ
アウト方法は、本発明の一実施例であり、処理１３４で
の特別信号配線の配線幅の定義は処理１３８で配線を変
換する際に分離した複数本の配線に変換出来る幅を定義
すれば良いので、他の幅の定義方法を用いても同様の効
果が得られることは言うまでもない。

【００４２】尚、図５（Ａ）は機能ブロックが配置され
特別信号端子と固定電位端子が配線格子上に位置してい
るレイアウト図であり、図５（Ｂ）は（Ａ）の機能ブロ
ックを配線幅がＡの配線３本とその３本が配線格子上に
位置した時の間隔を含んだ幅の配線で接続したレイアウ
ト図であり、図５（Ｃ）は（Ｂ）の配線を配線幅Ａの配
線格子上に位置する３本の配線に変換したレイアウト図
である。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による半導
体集積回路の自動レイアウト方法は、特別信号配線の配
線層を一時的に専用の配線層とし、各機能ブロック設計
段階で特別信号配線が接続される特別信号端子のみ特別
信号配線専用の配線層にて自動配線で接続される入出力
端子を定義したため、「自動配線する配線が特別信号配
線かどうかの手作業による判定」と、「手作業による特
別信号配線に隣接する別の層の配線の検出」と、「手作
業によるその検出された配線が回路特性上問題のある影
響を与えるかという判定」と、「その検出された配線が
回路特性上問題のある影響を与える場合の手作業による
修正」とが不要となり、各機能ブロック設計後は全て自
動で行なえ、手作業によるミスの介入もなくなり、設計
の信頼度を向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の第１部分を示すフロー図で
ある。

【図２】本発明の一実施例の第２部分を示すフロー図で
ある。

【図３】従来の半導体集積回路の自動レイアウト方法の
第１部分を示すフロー図である。

【図４】図３の第２部分を示すフロー図である。

【図５】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はブロック間配線を特
別信号配線とする機能ブロックの入出力端子の配置及び
その配線の変換例を示すレイアウト図である。

【符号の説明】

１００ 始めの処理 １０２ 各機能ブロックの回路設計を行なう処理 １０４ ブロック間配線を特別信号配線とする機能ブ
ロックかを判断する処理 １０６ 判断処理でＮＯと判断された場合のステップ １０８ 判断処理でＮＯと判断された各機能ブロック
のレイアウト設計を行なう処理 １１０ 各機能ブロックの配線禁止領域を定義する処
理 １１２ 判断処理でＮＯと判断された各機能ブロック
の入出力端子を定義する処理 １１６ 判断処理でＹＥＳと判断された場合のステッ
プ １１８ 判断処理でＹＥＳと判断された各機能ブロッ
クのレイアウト設計を行なう処理 １２０ 特別信号配線専用の配線層の配線禁止領域を
定義する各機能ブロックの配線禁止領域を定義する処理 １２２ 判断処理でＹＥＳと判断された各機能ブロッ
クの入出力端子を定義する処理 １３０ 半導体集積回路の回路設計を行なう処理 １３２ 半導体チップ上に各機能ブロックのレイアウ
トを自動で配置する処理 １３４ 特別信号配線層の配線幅を配線幅“Ａ”の配
線３本とその３本が配線格子上に位置したときの間隔を
含んだ幅と定義する処理 １３６ 特別信号配線層のみ自動配線する処理 １３８ 特別信号配線を配線幅“Ａ”の配線格子上に
位置する３本の配線に変換する処理 １４０ 特別信号配線層のデータより同じ形状，同じ
座標で本来の配線層の配線禁止領域を定義する処理 １４２ 特別信号配線を本来の配線層に変換する処理 １４４ 配線幅を“Ａ”と定義する処理 １４６ 特別信号配線以外の配線を自動配線する処理 １５０ 終わりの処理 １６０ 自動配線させる配線が特別信号配線か判断す
る処理 １６２ 判断処理でＮＯと判断された場合のステップ １６４ 配線幅を“Ａ”と定義する処理 １７５ 判断処理でＹＥＳと判断された場合のステッ
プ １７４ 配線幅を配線幅“Ａ”の配線３本とその３本
が配線格子上に位置したときの配線間隔を含んだ幅と定
義する処理 １８０ 自動配線する処理 １８２ 特別信号配線を配線幅“Ａ”の配線格子上に
位置する３本の配線に変換する処理 １８４ 特別信号配線と別の層の配線が隣接しており
回路特性上問題であるか判断する処理 １８６ 判断処理でＮＯと判断された場合のステップ １９６ 判断処理でＹＥＳと判断された場合のステッ
プ １９８ 手作業により回路特性上問題となった配線を
修正する処理 ２００ 機能ブロックＡ ２１０ 機能ブロックＢ ３００ 自動配線の配線可能な座標を示す配線格子 ４００ 機能ブロックＡの固定電位端子Ａ ４０１ 機能ブロックＡの固定電位端子Ｂ ４０２ 機能ブロックＢの固定電位端子Ｃ ４０３ 機能ブロックＢの固定電位端子Ｄ ４５０ 機能ブロックＢの特別信号端子 ４５１ 機能ブロックＡの特別信号端子 ５００ 端子間を自動配線により接続した配線幅が
“Ａ”の配線３本とその３本が配線格子上に位置したと
きの間隔を含んだ幅の配線 ５１０ 配線を配線幅“Ａ”の配線格子上に位置する
３本の配線に変換したことにより固定電位端子間が接続
された配線Ａ ５１１ 配線を配線幅“Ａ”の配線格子上に位置する
３本の配線に変換したことにより固定電位端子間が接続
された配線Ｂ ５２０ 配線を配線幅“Ａ”の配線格子上に位置する
３本の配線に変換したことにより４５０と４５１が接続
された配線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/82 G06F 17/50

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各機能ブロックの回路設計やレイアウト
   設計、自動配線の配線禁止領域の定義、前記自動配線に
   より接続される入出力端子の定義から成る各機能ブロッ
   ク設計ステップと、前記各機能ブロック設定工程にて得
   られたデータを用い前記各機能ブロックの接続を決定す
   る回路設計と、半導体チップ上に前記各機能ブロックの
   レイアウトを自動で配置する自動配置と、自動配置され
   た各機能ブロックの入出力端子間を配線する自動配線と
   から成る半導体チップ設計ステップとを備える半導体集
   積回路の自動レイアウト方法において、前記各機能ブロ
   ックの回路設計後前記各機能ブロックがブロック間配線
   をそのブロック間配線以外の配線と隣接させない機能ブ
   ロックかどうかを調べ、前記ブロック間配線をそのブロ
   ック間配線以外の配線と隣接させない機能ブロックの
   み、前記各機能ブロックのレイアウト設計で入出力端子
   の近くに固定電位の入出力端子を設け、前記各機能ブロ
   ックの自動配線の配線禁止領域定義で、全てのブロック
   を一時的に定義する他の配線と隣接させないブロック間
   配線専用の配線層についても自動配線の配線禁止領域を
   定義し、前記各機能ブロックの入出力端子定義で自動配
   線にて接続される入出力端子を定義し、他のブロック間
   配線以外の配線と隣接してはいけない入出力端子のみ一
   時的に定義し、他の配線と隣接させないブロック間配線
   専用の配線層にて接続される入出力端子を定義するステ
   ップと、前記各機能ブロックの回路接続方法を決定し、
   チップ上に各機能ブロックのレイアウトを自動配置した
   ものを前記ブロック間配線を他の配線と隣接させない機
   能ブロックのみ、自動配線の幅を互いに分離した複数本
   の配線を配線出来る幅と定義し、自動配線した後その配
   線の幅を相互に電気的接続をしない複数の配線に変換し
   て、それと同じ形状及び同じ座標の本来の配線層の禁止
   領域を定義し、残りの自動配線を行なうステップとを含
   むことを特徴とする半導体集積回路の自動レイアウト方
   法。