JP3134838B2 - ブロック間配線装置 - Google Patents

ブロック間配線装置

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JP3134838B2 JP10101185A JP10118598A JP3134838B2 JP 3134838 B2 JP3134838 B2 JP 3134838B2 JP 10101185 A JP10101185 A JP 10101185A JP 10118598 A JP10118598 A JP 10118598A JP 3134838 B2 JP3134838 B2 JP 3134838B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はブロック間配線装
置、特にチップ内に配置されるファンクションブロック
のフリップフロップにクロック等遅延時間で分配するた
めの配線を行うクロック・ツリー・シンスシスに好適な
ブロック間配線装置に関する。
【0002】
【従来の技術】クロック・ツリーの根元から各フリップ
フロップへは、同期を確保するため、等しい遅延時間で
クロックを分配する必要がある。したがって、クロック
・ツリー・シンセシスでの配線は、従来、他の信号配線
より優先して、他の信号線の配線が全く行われていない
状態で、クロック・ツリーの根元から各フリップフロッ
プまでの遅延の差、すなわちクロックスキューを減らす
よう、遅延計算を行いながら配線長をコントロールしな
がら行っている。
【0003】一般的に、配線容量は、図6に示すよう
に、実際の配線1の周辺に他の配線2〜配線5がなされ
た場合、配線1と配線2〜5との間の静電容量が加算さ
れて計算される。したがって、配線1のみが存在する状
態では、配線1の配線容量を正しく計算することは困難
となる。
【0004】このため、その後に他の信号の配線がなさ
れることによるクロック配線の影響は、他の信号配線と
クロック配線との間を隔離したり、シールド配線を行っ
たり、遅延バッファによって補償したりすることによっ
て軽減するように工夫している。
【0005】また、遅延計算を行いながらブロック間遅
延を考慮して配置位置を決定するタイミングドリブン自
動配置処理の中では、ブロック間の遅延値を求める過程
で仮想配線処理を実施している。この仮想配線処理で
も、他の信号の配線がなされていない状態で仮想配線経
路が求められ、その仮想配線経路に基づいて、遅延値が
算出されている。
【0006】また、他の信号配線による影響を考慮する
ことにより、遅延時間算出の精度を高める技術が、特開
平2−87278号公報と特開平8−110915号公
報に記載されている。特開平8−110915号公報記
載の技術は、特開平2−87278号公報記載の技術の
問題点を解決するものとして、「全ての配線について隣
接率及び交差率を算出し、この算出した隣接率及び交差
率のうち夫々算出頻度の高い隣接率及び交差率を基に配
線板の代表容量値を算出し、この代表容量値により配線
板に含まれる全ての配線についての遅延時間を求める」
(0062)遅延時間算出装置が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術のうち、他の信号配線後にシールド配線等を
行うものでは、高集積化の妨げとなり、煩瑣な処理も必
要になるという問題点がある。
【0008】また、特開平2−87278号公報記載の
技術では、仮想的な配線が不十分であるため、隣接配線
による影響が十分に考慮されているとはいい難い。さら
に、特開平8−110915号公報記載の技術では、自
動配線を行った後に実際の配線の混雑度を考慮して求め
た静電容量を用いて遅延時間を検証するため、クロック
・ツリー・シンセシスにおける配線のように、最初に行
う配線には有用ではない。
【0009】本発明の目的は、最初に行う配線であって
も、配線混雑度を考慮することにより、他の配線が行わ
れた後の配線に近似した配線が行えるブロック間配線装
置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明のブロック間配線
装置は、同一チップに配置されるファンクションブロッ
クの配置データに基づいてチップ内各部分の配線混雑度
を計算する配線混雑度計算手段と、前記配線混雑度によ
り前記各部分ごとの単位配線容量値を計算する配線容量
値計算手段と、前記単位配線容量値を用いて前記各部分
の遅延時間を計算する遅延時間計算手段と、前記遅延時
間を用いて前記ファンクションブロック間の配線を行う
配線手段とを有するブロック間配線装置であって、前記
配線混雑度計算手段は、前記配置データにより前記チッ
プ上を仮想的な領域に分割するチップ分割手段と、前記
配置データにより接続される2つのファンクションブロ
ック間それぞれについて前記領域を通過単位とする全て
の経路を想定して仮想配線を求める仮想配線手段と、前
記各領域について前記仮想配線の通過確率を求める通過
確率計算手段と、前記各領域について前記仮想配線の本
数と通過確率とにより配線混雑度を計算する混雑度計算
手段とから成ることを特徴とする。
【0011】本発明の好ましい実施の形態としてのブロ
ック間配線装置は、前記通過確率は、2つのファンクシ
ョンブロック間の全仮想配線の本数の逆数に、その2つ
のファンクションブロック間の仮想配線のうち、その領
域を通過する仮想配線の本数を乗算した値とすることを
特徴とする。
【0012】本発明の好ましい実施の形態としてのブロ
ック間配線装置は、前記配線手段は、前記遅延時間を用
いて前記各ファンクションブロック内のフリップフロッ
プに等遅延時間で分配するための配線を行うクロック・
ツリー・シンセシス手段であることを特徴とする。
【0013】本発明の好ましい実施の形態としてのブロ
ック間配線装置は、前記配線手段は、遅延計算を行いな
がらブロック間遅延を考慮して配置位置を決定するタイ
ミングドリブン自動配置処理内で使用される仮想配線の
配線処理手段であることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例の形態につ
いて説明する。
【0015】本発明の実施の形態は、同一チップに配置
されるファンクションブロックの配置データに基づいて
チップ内各部分の配線混雑度を計算する配線混雑度計算
手段と、前記配線混雑度により前記各部分ごとの単位配
線容量値を計算する配線容量値計算手段と、前記単位配
線容量値を用いて前記各部分の遅延時間を計算する遅延
時間計算手段と、前記遅延時間を用いて前記ファンクシ
ョンブロック間の配線を行う配線手段とを有することを
特徴とする。
【0016】クロックに同期して動作する回路にあって
は、クロック・ツリーの根元から回路の各部分に散在す
るフリップフロップに対して、スキューが0のクロック
を供給するのが理想的である。このため、クロック・ツ
リー・シンセシス(以下CTSと記す)での配線は、他
の信号の配線に優先し、他の信号の配線が行われていな
い状態で施される。しかしながら、他の信号の配線がな
された後には、クロックを供給する配線は、他の信号の
配線の影響を受けることになる。本発明は、他の信号の
配線について、精緻な仮想配線を想定し、その影響を加
味したCTSを実現しようとするものである。
【0017】以下、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。図1は、本発明のブロック間配線装置の
一実施例であるCTSを行う装置における処理手順を示
すフローチャートである。
【0018】先ず、自動配置などの配置処理が終了した
配置データを入力する(S1)。ここで、配置データと
は、同一チップ上に配置される各ファンクションブロッ
ク(以下ブロックと記す)の配置位置をいう。
【0019】次に、チップをいくつかの仮想的な領域に
分割する(S2)。図2(A)は、25個の正方形の領
域Aに分割されているチップを示す。S3では、配置デ
ータからネットの一つを選択する。ネットとは、配置デ
ータに含まれるブロックのうち、どのブロックとどのブ
ロックを結ぶかという情報をいう。そして、全てのネッ
トを処理し終えるまで(S4)、仮想配線を行う(S
5)。仮想配線は、例えば、図3に示すように、ブロッ
クSとブロックTを結ぶ場合に考えられる領域を通過単
位とする経路である。図3では、(A)〜(F)の6通
りの経路、すなわち仮想配線がある。
【0020】次に、各領域の仮想配線の通過確率を求め
て混雑度を算出するが(S6)、本例では、通過確率は
仮想配線の本数の逆数とする。したがって、図3の仮想
配線に対しては、各領域の通過確率は、1/6に、その
領域を通過する仮想配線の本数を乗算した値となり、図
4に示すとおりである。この配線通過確率は、配線混雑
度が高い個所ほど高くなると考えることができるため、
配線通過確率を配線混雑度として設定する。図2(B)
と図2(C)は、配線が実際にされた場合にそれぞれ配
線が疎、配線が密な領域を示す。
【0021】なお、3端子以上の多端子で構成されるネ
ットは、2端子のネットに分割して、上述の方法で求め
ればよい。
【0022】次に、各領域の単位配線容量Careaを上記
の配線混雑度Kareaを考慮して、次式により求める(S
7)。
【0023】Carea=a×Cp ×Karea+Cb ここで、aは配線混雑度Kareaを単位配線容量に変換す
る際に使用する定数、Cp とCb はプロセスによって定
まる定数である。図5は、ブロック1,ブロック2およ
びブロック3を結ぶある1つのネットが、領域A22,
A23,A24,A25,A34,A44およびA54
を通過して形成された状態を示している。このそれぞれ
の領域の各単位配線容量は、上記の式により求められ、
それぞれC22,C23,C24,C25,C34,C
44およびC54として示している。したがって、この
ネットの配線容量は、各領域毎に、各領域を通過してい
る配線部分の面積に、各領域の単位配線容量を乗算し
て、各領域の配線容量を求め、それらを加算することに
より算出することができる。
【0024】次に、上記のようにして求めた各領域の単
位配線容量Careaを用いた遅延時間を行うことにより、
等遅延配線CTSを行う(S8)。代表的な遅延時間の
計算方法として、例えばElmoreモデルが知られて
いる。ElmoreモデルはElmore(W.C.E
lmore:The Transistor Resp
onse of Dumped Linear Net
work withParticular Regar
d to Wireband Amplifire.:
Journal of Applied Physic
s,Vol.19(1948),pp.53−63)に
よって提案された。図7のようなπ型モデルで、単位長
さ、単位幅の配線に対する配線抵抗をr、配線容量をc
とすれば、長さl、幅wの配線における遅延時間tは、
【0025】
【数1】
【0026】となる。なお、CL は配線に対する負荷容
量である。
【0027】CTSの具体的な実行方法は以下のようで
ある。いま、2段のクロック・ツリーを生成する場合に
ついて図8により説明する。
【0028】先ず、図8(A)に示すように、近くに配
置されているフリップフロップ同士が同一グループに含
まれるようにチップを4つのグループに分ける。そし
て、同じグループ内の2つのフリップフロップを配線
し、配線上の一点で各フリップフロップまでの遅延時間
1 ,T2 が同じになるような点P1 を見つける(図8
(B))。他のフリップフロップについても、同様にし
て、点P2 を見つける(図8(C)。P1 とP2 を配線
して、その配線上の点であって、4つのフリップフロッ
プまでの遅延時間T5 ,T6 が同じになるような点P3
を見つけ(図8(D))、その点P3 にバッファを接続
する(図8(E))。他のフリップフロップ4について
も上述の手順を操すことにより、図8(E)に示すよう
に、2段のクロック・ツリーが完成する。このクロック
・ツリーでは、上述の手順により、根元から各フリップ
フロップまでの遅延時間が等しくなることがわかる。
【0029】図9は、配置データを求めるタイミングド
リブン自動配線処理に、本発明を適用した本発明の他の
実施例における処理手順を示すフローチャートである。
図9では、先ずブロックとブロックを結ぶ情報であるネ
ットリストを入力し(S11)、ブロックの初期配置処
理を行う(S12)。次いで、図1におけるS2〜S6
から成る配線混雑度計算を行い(S13)、図1におけ
るS7に相当する配線容量値を算出する(S14)。そ
して、遅延時間を考慮した初期配置からの配置改良を所
定の限度になるまで行う(S15,S16)。
【0030】また、図1または図9に示すような処理を
プログラミングし、そのプログラムを記録媒体に記録
し、それを図10に示すように、コンピュータに読み込
んで実行させることもできる。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、配線の際に、他の信号
の配線混雑度に応じて、領域毎の単位配線容量を設定で
きるため、配線が混雑する領域での隣接容量や交差容量
の増加を加味した遅延計算処理を行うことができる。特
に、CTSにおいてクロックスキューを減少させるのに
有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における処理手順を示すフロ
ーチャートである。
【図2】本発明における領域の概念と配線の疎密の様子
を示す図である。
【図3】本発明における仮想配線を例示する図である。
【図4】図3に示した仮想配線の各領域の通過確率を示
す図である。
【図5】図4の通過確率による各領域毎の単位配線容量
を示す図である。
【図6】配線間の静電容量を説明するための一般的な図
である。
【図7】配線の遅延時間を求めるための一般的な等価回
路図である。
【図8】一般的なCTSを説明するための図である。
【図9】本発明の他の実施例における処理手順を示すフ
ローチャートである。
【図10】本発明における処理手順を記録したプログラ
ムを記録媒体からコンピュータに読み込ませている様子
を示す図である。
【符号の説明】
A 領域 B ブロック

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】同一チップに配置されるファンクションブ
    ロックの配置データに基づいてチップ内各部分の配線混
    雑度を計算する配線混雑度計算手段と、前記配線混雑度
    により前記各部分ごとの単位配線容量値を計算する配線
    容量値計算手段と、前記単位配線容量値を用いて前記各
    部分の遅延時間を計算する遅延時間計算手段と、前記遅
    延時間を用いて前記ファンクションブロック間の配線を
    行う配線手段とを有するブロック間配線装置であって、 前記配線混雑度計算手段は、前記配置データにより前記
    チップ上を仮想的な領域に分割するチップ分割手段と、
    前記配置データにより接続される2つのファンクション
    ブロック間それぞれについて前記領域を通過単位とする
    全ての経路を想定して仮想配線を求める仮想配線手段
    と、前記各領域について前記仮想配線の通過確率を求め
    る通過確率計算手段と、前記各領域について前記仮想配
    線の本数と通過確率とにより配線混雑度を計算する混雑
    度計算手段とから成ることを特徴とするブロック間配線
    装置。
  2. 【請求項2】前記通過確率は、2つのファンクションブ
    ロック間の全仮想配線の本数の逆数に、その2つのファ
    ンクションブロック間の仮想配線のうち、その領域を通
    過する仮想配線の本数を乗算した値とすることを特徴と
    する請求項1記載のブロック間配線装置。
  3. 【請求項3】前記配線手段は、前記遅延時間を用いて前
    記各ファンクションブロック内のフリップフロップに等
    遅延時間で分配するための配線を行うクロック・ツリー
    ・シンセシス手段であることを特徴とする請求項1また
    は2に記載のブロック間配線装置。
  4. 【請求項4】前記配線手段は、遅延計算を行いながらブ
    ロック間遅延を考慮して配置位置を決定する自動配置処
    理内で使用される仮想配線の配線処理手段であることを
    特徴とする請求項1または2に記載のブロック間配線装
    置。
  5. 【請求項5】同一チップに配置されるファンクションブ
    ロックの配置データに基づいてチップ内各部分の配線混
    雑度を計算する配線混雑度計算手段と、前記配線混雑度
    により前記各部分ごとの単位配線容量値を計算する配線
    容量値計算手段と、前記単位配線容量値を用いて前記各
    部分の遅延時間を計算する遅延時間計算手段と、前記遅
    延時間を用いて前記ファンクションブロック間の配線を
    行う配線手段とを有するブロック間配線装置であって、 前記配線手段は、前記遅延時間を用いて前記各ファンク
    ションブロック内のフリップフロップに等遅延時間で分
    配するための配線を行うクロック・ツリー・シンセシス
    手段であることを特徴とするブロック間配線装置。
  6. 【請求項6】同一チップに配置されるファンクションブ
    ロックの配置データに基づいてチップ内各部分の配線混
    雑度を計算する配線混雑度計算手段と、前記配線混雑度
    により前記各部分ごとの単位配線容量値を計算する配線
    容量値計算手段と、前記単位配線容量値を用いて前記各
    部分の遅延時間を計算する遅延時間計算手段と、前記遅
    延時間を用いて前記ファンクションブロック間の配線を
    行う配線手段とを有するブロック間配線装置であって、 前記配線手段は、遅延計算を行いながらブロック間遅延
    を考慮して配置位置を決定する自動配置処理内で使用さ
    れる仮想配線の配線処理手段であることを特徴とするブ
    ロック間配線装置。
  7. 【請求項7】同一チップに配置されるファンクションブ
    ロックの配置データに基づいてチップ内各部分の配線混
    雑度を計算する処理と、前記配線混雑度により前記各部
    分ごとの単位配線容量値を計算する処理と、前記単位配
    線容量値を用いて前記各部分の遅延時間を計算する処理
    と、前記遅延時間を用いて前記ファンクションブロック
    間の配線を行う処理とを実行させるためのプログラムを
    記録したコンピュータ読み込み可能な記録媒体であって
    前記配線混雑度の計算は、前記配置データにより前記チ
    ップ上を仮想的な領域に分割する処理と、前記配置デー
    タにより接続される2つのファンクションブロック間そ
    れぞれについて前記領域を通過単位とする全ての経路を
    想定して仮想配線を求める処理と、前記各領域について
    前記仮想配線の通過確率を求める処理と、前記各領域に
    ついて前記仮想配線の本数と通過確率とにより配線混雑
    度を計算する処理とから成ることを特徴とするコンピュ
    ータ読み取り可能な記録媒体。
  8. 【請求項8】前記通過確率は、2つのファンクションブ
    ロック間の全仮想配線の本数の逆数に、その2つのファ
    ンクションブロック間の仮想配線のうち、その領域を通
    過する仮想配線の本数を乗算した値とすることを特徴と
    する請求項7記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒
    体。
  9. 【請求項9】前記配線を行う処理は、前記遅延時間を用
    いて前記各ファンクションブロック内のフリップフロッ
    プに等遅延時間で分配するための配線を行うクロック・
    ツリー・シンセシス処理であることを特徴とする請求項
    7または8に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒
    体。
  10. 【請求項10】同一チップに配置されるファンクション
    ブロックの配置データに基づいてチップ内各部分の配線
    混雑度を計算する処理と、前記配線混雑度により前記各
    部分ごとの単位配線容量値を計算する処理と、前記単位
    配線容量値を用いて前記各部分の遅延時間を計算する処
    理と、前記遅延時間を用いて前記ファンクションブロッ
    ク間の配線を行う処理とを実行させるためのプログラム
    を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であっ
    て、 前記配線を行う処理は、前記遅延時間を用いて前記各フ
    ァンクションブロック内のフリップフロップに等遅延時
    間で分配するための配線を行うクロック・ツリー・シン
    セシス処理であることを特徴とするコンピュータ読み取
    り可能な記録媒体。
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