JP3141588B2 - オングリッド自動配線方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路のレイ
アウト設計におけるオングリッドルーターを用いた自動
配線方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路のレイアウト設計におけ
る配線処理を電子計算機を利用して自動で行なう場合、
配線領域に配線グリッドを設定して、オングリッドルー
ターを用いることが多い。配線グリッドは配線層の最小
デザインルールの間隔で設定されるので、オングリッド
ルーターによって生成された配線は、互いの間隔がデザ
インルールを満たすことが必然的に保証されることにな
る。従って、ルーター自身がデザインルールを見なけれ
ばならない場合に比べて、オングリッドルーターによる
自動配線処理は、処理が単純で高速であるという利点を
もっている。しかしながら、オングリッドルーターを使
って配線処理を行なうには、全ての配線端子を配線領域
に対して設定された配線グリッドに乗るように配置する
必要がある。

【０００３】配置要素及び配置要素に付随した配線端子
によって配線領域及び配線問題が定義され、その配線問
題をオングリッドルーターで処理する場合、一般に全て
の端子が配線グリッドに乗っているとは限らない。配線
グリッドに乗らない端子を持つ配置要素辺が存在すれ
ば、その配置要素辺の各端子について配線グリッドに乗
る位置に二次端子を発生させて、配置要素端子の代わり
に当該二次端子を配線対象としてオングリッドルーター
に認識させるという方法が取られる。

【０００４】従来、上記二次端子発生処理では、一つの
配置要素辺上の端子の二次端子は全て当該辺に平行な配
線グリッドライン上に並べられ、配置要素辺と上記配線
グリッドラインとで挟まれた矩形領域全体が配線グリッ
ド上で配線禁止領域に設定されるので、オングリッドル
ーターは配線ルート探索処理において上記矩形領域内の
配線グリッドを使用することができなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の二次端子発
生技術では、配置要素辺と当該二次端子用配線グリッド
ラインとで挟まれた矩形領域全体がオングリッドルータ
ーによる配線ルート探索処理において配線禁止領域とさ
れてしまうので、上記矩形領域の中で二次端子及び二次
端子を引き出す配線の存在しない部分がレイアウトの空
き領域となってしまい、レイアウトの質が悪くなるとい
う問題がある。

【０００６】本発明の目的は、このような従来の問題を
解決するために、配線グリッドに乗らない端子の二次端
子発生処理を、配線禁止領域の増分を必要最小限に抑え
ながら行なうオングリッド自動配線方法を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のオングリッド自動配線方法は、半導体集積
回路チップの配線領域に配線グリッドを設定し、オング
リッドルーターを用いて配線グリッドを通る配線ルート
を決定していく自動配線システムとして、配線領域に属
する配置要素辺で、当該辺上に配線グリッドに乗らない
端子が見い出されるオフグリッド辺に対して、上記辺上
の各端子について配線グリッドに乗る位置に当該二次端
子を発生させる二次端子発生部を設け、上記二次端子発
生部が、上記各端子と当該二次端子を結ぶ引きだし配線
情報及び上記二次端子情報のみを、配線領域の全端子が
配線グリッドに乗っているとした場合に対する配線グリ
ッドへの付加設定として、配線グリッドに与えるように
構成されるとともに、上記二次端子発生部で発生される
二次端子群の形成する階段形状に対して、上記二次端子
位置を逐次ずらしていくことによって、上記階段状態の
高さを半減させるように構成され、上記オングリッドル
ーターは、上記オフグリッド辺については上記二次端子
発生部で生成された上記二次端子を配線対象として、配
線グリッド上で配線ルートを探索し、上記配線グリッド
上配線ルート情報を実配線情報に変換して、上記引きだ
し配線情報と上記変換された実配線情報を配線結果格納
メモリーで合体させるようにしたことに特徴がある。

【０００８】

【０００９】

【作用】本発明においては、端子が配線グリッドに乗っ
ていない場合に、配線グリッドに乗る位置に当該二次端
子を発生させて、上記端子と上記当該二次端子を結ぶ引
きだし配線とオングリッドルーターが後から生成する配
線との間でデザインルールが守られることを保証するた
めに、オングリッドルーターが実行される前に、上記引
きだし配線を予め配線グリッド上での配線パターンに変
換しておく。

【００１０】これにより、デザインルールが守られるこ
とを保証するために必要以上の配線禁止領域を設定する
ことなく、配線領域を全端子が配線グリッドに乗ってい
る場合と変わりなく有効に広く使用することができる。

【００１１】また、上記二次端子群の形成する階段状態
に対して、上記二次端子位置を逐次ずらしていくことに
よって、上記階段状態の高さを半減させているので、引
きだし配線による配線禁止領域を最小限に抑えており、
従って配線領域を一層広く使用することが可能となって
いる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面により詳細
に説明する。

【００１３】図１は、本発明の方法を実行するシステム
の構成を示すものである。図１において、１は二次端子
発生部、２は配線ルート探索部、３は配線結果格納メモ
リー、４は配線問題情報入力部、５は配線グリッド初期
化部を示している。

【００１４】まず、配線問題情報入力部４によって、配
線処理対象領域内に配置された配置要素及び配線端子に
関する所望の情報がシステムに入力される。

【００１５】配線グリッド初期化部５では、配線領域に
配線グリッドを定義し、配置要素の位置及び形状に従っ
て配線領域と配線禁止領域との境界線を配線グリッド上
に設定して、さらに配置要素の各辺について上記辺上の
端子が全て配線グリッドに乗っていれば上記辺上の端子
を配線グリッド上に設定する。

【００１６】そして、二次端子発生部１では、配線グリ
ッド初期化部５で配線グリッドに端子を設定されなかっ
た配置要素辺について、すなわち配線グリッドに乗って
いない端子を持つ配置要素辺について、上記辺上の全端
子に関して配線グリッドに乗る位置に二次端子の発生を
行ない、上記二次端子を配線グリッド上に設定する。ま
た同時に、端子と当該二次端子を配線グリッドに関わり
無く実配線して、上記実配線を配線グリッド上の配線パ
ターンへの変換を行なうとともに、上記実配線情報を配
線結果格納メモリー３に送って記憶する。

【００１７】上記配線グリッド初期化処理及び二次端子
発生処理によって配線禁止領域との境界線及び全配線端
子の配線グリッド上での設定、さらに一部の二次端子発
生に共なう実配線の配線グリッド上での配線パターンの
設定が完了するので、配線ルート探索部２では、配線グ
リッド上でオングリッドルーターを用いて配線端子を結
ぶ配線ルートを探索して配線パターンを生成して、上記
配線パターンを配線グリッドを離れた実配線に変換して
配線結果格納メモリー３に送って記憶する。

【００１８】最後に、二次端子発生部１から送られた実
配線データと配線ルート探索部２から送られた実配線デ
ータを配線結果格納メモリー３の中で合体させて、オン
グリッドルーターを用いた配線処理が完了する。

【００１９】図２は二次端子発生部１の内部構成を示し
ており、６は二次端子初期配置部、７は二次端子位置最
適化処理部、８は端子と当該二次端子間を配線する二次
端子引きだし配線処理部、９は上記配線を配線グリッド
上配線パターンに変換する二次端子引きだし配線パター
ン生成部を示している。

【００２０】以下では、ある矩形配置要素の上部水平辺
が二次端子発生処理の対象となった場合を例に取って、
水平方向にＸ軸を垂直方向にＹ軸を設定し、二次端子発
生部１における処理について説明する。なお、簡単のた
めに、二層配線を想定し、端子の配線層は全て同じで端
子幅は当該配線層の最小線幅とする。また、配線グリッ
ドのグリッド点の間隔は、水平垂直両方とも、コンタク
トを並べることのできる最小距離であるものとする。

【００２１】図５には二次端子発生部１における処理に
ついて説明するための説明図を示す。図５（ａ）は入力
情報、（ｂ）は二次端子初期配置部６における処理の途
中経過、（ｃ）は二次端子初期配置部６による処理の結
果、（ｄ）は二次端子位置最適化処理部７による処理の
結果を示している。ここで、１０は配線グリッド、１１
は配置要素上端子、１２は配線禁止領域境界線、１３は
二次端子、１４は二次端子引きだし配線を表している。

【００２２】また、図３は上記二次端子初期配置部６に
おける処理を具体的に表すフローチャートを示し、図４
は上記二次端子位置最適化処理部７における処理を具体
的に表すフローチャートを示しており、いずれも今の例
の矩形配置要素の上部水平辺の場合について記述したも
のである。

【００２３】まず、二次端子初期配置部６における処理
を図３のフローチャートに沿って説明する。

【００２４】ＳＴＥＰ１では、対象配置要素辺による配
線禁止領域境界１２が設定された配線グリッド情報と対
象辺上の端子位置が入力されると、上記全端子を左から
右への順に即ちХ座標の小さいものから大きなものへの
順に並べて記憶する。

【００２５】後に続く手続きＳＴＥＰ２〜４はいずれ
も、上記の記憶された順に従って、左端の端子から右隣
の端子へと逐次的に各端子について実行される。

【００２６】まずＳＴＥＰ２では、配線グリッド上で配
線禁止領域境界線の一段上のグリッド線上で、端子に最
も近いグリッド点を見つけて上記グリッド点の位置に二
次端子を置く。ここで、処理対象の端子の上記最も近い
グリッド点が既に他の端子の二次端子に使われていれ
ば、上記最も近いグリッド点の右隣のグリッド点の位置
に上記処理対象の端子の二次端子を置く。

【００２７】次にＳＴＥＰ３では、デザインルールを参
照しながら、二次端子のХ座標を、配線グリッドのグリ
ッド点の間隔を移動単位として、修正する。なお、後述
するように、端子と当該二次端子の間は、上記端子から
垂直に出て上記二次端子に水平に入る形状の、そして上
記端子と同配線層の引きだし配線で結ぶので、二次端子
発生処理部１の処理においてデザインルールを見る場合
は、常に上記形状の引きだし配線を想定している。さら
に、二次端子には二つの層のいずれによっても到達でき
ることを保証するため、デザインルールを見る場合には
上記二次端子の位置にコンタクトが置かれることを想定
している。上述の想定に基づいて、二次端子のХ座標の
修正を行なっていくが、具体的には、処理対象端子の二
次端子位置に置かれるコンタクトと上記対象端子の左隣
の端子からの引きだし配線との水平方向の間隔、及び上
記対象端子からの引きだし配線と上記左隣の端子の二次
端子位置に置かれるコンタクトとの水平方向の間隔を見
て、これらの上記間隔の両方がデザインルールを犯して
いれば、上記対象端子の二次端子を一グリッド分右にず
らす、という処理を行なう。ずらしたことによって、上
記対象端子の二次端子が右隣の端子の二次端子と重なれ
ば、重なりが無くなるまで順次右隣の端子の二次端子を
ずらしていく。この修正が終ったところで、二次端子の
Х座標は確定する。

【００２８】二次端子初期配置部６における最後の処理
（ＳＴＥＰ４）は、二次端子のＹ座標を確定することで
あるが、ここでも位置の修正移動単位は配線グリッドの
グリッド点の間隔である。具体的には、第一の場合とし
て、処理対象端子の二次端子コンタクトと上記対象端子
の左隣の端子の引きだし配線との水平方向の間隔が、デ
ザインルールを犯していれば、上記対象端子の二次端子
を一グリッド分上にずらす。第二の場合として、処理対
象端子の引きだし配線と上記対象端子の左隣の端子の二
次端子コンタクトとの水平方向の間隔が、デザインルー
ルを犯していれば、上記左隣の端子の二次端子を一グリ
ッド分上にずらす。ただし、上記第二の場合が起こって
対象端子の左隣の端子の二次端子位置に修正が発生した
とき、上記左隣の端子とそのさらに左隣の端子との間で
同じく上記第二の場合のデザインルール違反が起こって
いるならば、上記左隣の左隣の端子の二次端子位置も修
正しなくてはならない。従って、上記第二の場合が起こ
ったならば、対象端子より左の端子に対して、さらに右
から順に上記第二の場合に関して調べて必要なら逐次修
正を行なっていく。

【００２９】以上が二次端子初期配置部６における処理
の説明であるが、ここで述べた処理によって、上記対象
配置要素辺上の全端子の二次端子位置を、デザインルー
ルに違反することなく、決定することができる。しかし
ながら、この段階での二次端子位置は、さらに低くでき
る余地を残しており、より低くすれば、その分だけオン
グリッドルーターによる配線ルート探索処理で使用でき
る配線領域が大きくなる。それゆえ、二次端子発生部１
は二次端子位置最適化処理部７を備えている。

【００３０】次に、二次端子位置最適化処理部７におけ
る処理を図４のフローチャートに沿って説明する。

【００３１】ここでは、上述の二次端子初期配置部６で
生成された二次端子位置を受けて、二次端子位置をＹ座
標に関して下げるための処理を行なうが、デザインルー
ルを見る場合の想定は上で述べた通りとする。また、端
子を左から順に処理していく点も上と同様である。そこ
で、各端子に対する具体的な処理内容であるが、まず第
一の場合として、処理対象端子の二次端子を一グリッド
分左にずらせば上記二次端子を現在より下げることがで
きる、という場合、上記二次端子を一グリッド分左にず
らして下がる所まで下げてやる。これは上記二次端子コ
ンタクトと上記対象端子の右隣の端子の引きだし配線と
の水平方向の間隔がデザインルール違反を起こしている
ときに起こり得るもので、幾つかのに次端子群が左上が
りの階段状に並んでいる場合に、上記処理によって上記
階段の高さを約半分にすることができる。また、第二の
場合として、上記対象端子の引きだし配線と上記対象端
子の右隣の端子の二次端子コンタクトとの水平方向の間
隔がデザインルール違反を起こしている場合には、無条
件に上記右隣の端子の二次端子を一グリッド分右にずら
してしまい、上記右隣の端子を含むそこから右側の端子
群に対して、デザインルールが守られるように、上記二
次端子初期配置部６の説明で述べた方法に従って、ＸＹ
両方向について再度二次端子位置の決定を行なう。これ
は幾つかの二次端子群が右上がりの階段状に並んでいる
場合の最適化を行なうための処理で、上記処理によって
対象端子の右側を左上がりの階段に変換してしまい、次
に対象端子を右隣に移して行ったとき、上記第一の場合
に従って上記階段の高さを約半分にすることができるの
である。

【００３２】以上、二次端子初期配置部６及び２次端子
位置最適化処理部７によって、二次端子位置が完全に決
定される。続いて、二次端子引きだし配線処理部８で
は、既に上で触れているが、端子から垂直に出て当該二
次端子に水平に入るという形状を持った、二本の線分か
ら成る配線を発生させる。これが上の説明で、端子の引
きだし配線と呼んでいたものであり、もちろん上記引き
だし配線は配線グリッドとは独立の実配線であり、用い
る配線層は上記端子の配線層のみである。そして、ここ
で生成された引きだし配線は、配線結果格納メモリー３
に送られる。

【００３３】さて、二次端子発生部１の最後の仕事とし
て、配線ルート探索部２に対して上記引きだし配線の存
在を知らせるために、上記引きだし配線を配線グリッド
上での配線パターンに変換することが残されている。こ
こでの目的は、上記引きだし配線と配線ルート探索部２
で生成される配線とがショートやデザインルール遺反を
起こすことを防ぐための、必要最小限の配線禁止領域を
設定することである。

【００３４】上記引きだし配線の配線グリッド上配線パ
ターンへの変換を行なう、二次端子引きだし配線パター
ン生成部９における処理を説明する。ここでは、引きだ
し配線をその構成要素である二本の線分に分けてやり、
各々を配線グリッド上での配線パターンに変換する。ま
ず、水平線分については、当該中心線が水平な配線グリ
ッド線に乗った最小線幅の線分であるから、上記中心線
に含まれるグリッド点の各々に上記引きだし配線に関連
した端子の配線層での配線を設定すればよい。ここで、
配線グリッド上のあるグリッド点に対してある配線層の
配線を設定するとは、上記グリッド点を上記配線層に関
する配線禁止領域とすることを意味する。次に、垂直線
分については、上記線分の左外側から右外側までの二本
ないし三本のグリッド線について考慮しなくてはならな
い。上記各グリッド線のＹ方向の長さについては、配線
禁止領域境界線の一段上のグリッド線から上記引きだし
線に関連した二次端子の乗ったグリッド線までを考えれ
ばよい。この場合、上記考慮すべきグリッド線分の各々
について、上記グリッド線分上の任意のグリッド点にコ
ンタクトを配置したときに上記垂直線分と上記コンタク
トとの間でデザインルール違反が起これば、上記グリッ
ド線分上の全グリッド点に上記配線層での配線を設定す
る。

【００３５】以上が二次端子発生部１における処理の詳
細な説明である。上記処理によって、配線グリッド上に
配線パターンを含む配線禁止領域パターンと配線端子が
全て設定されるので、配線ルート探索部２によって配線
グリッド上での配線パターンが完成され、同時に上記配
線パターンは実配線に変換されて配線結果格納メモリー
３に送られる。最後に、配線結果格納メモリー３におい
て、先に記憶されている引きだし配線データと後から記
憶された主配線データが合わせられて、配線処理が終了
する。以上が本実施例によるオングリッド配線方法の説
明である。

【００３６】このように、本実施例においては、配線グ
リッドに乗らない端子が存在する場合でも、二次端子の
発生と配線グリッド上パターンへの変換を工夫すること
によって、デザインルールを保証しつつ、オングリッド
ルーターに広い配線領域を提供することが可能となって
いる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
オングリッドルーターを用いた自動配線処理において、
配線グリッドに乗らない端子が存在しても、全ての端子
が配線グリッドに乗っている場合と同様の広い配線領域
をオングリッドルーターに提供することができ、従って
レイアウトの質を劣化させないで配線を完結させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実行するシステムの構成図

【図２】二次端子発生部の内部構成図

【図３】二次端子初期配置部における処理を示すフロー
チャート

【図４】二次端子位置最適化処理部における処理を示す
フローチャート図

【図５】二次端子発生部における処理の説明図

【符合の説明】

１ 二次端子発生部 ２ 配線ルート探索部 ３ 配線結果格納メモリー ４ 配線問題情報入力部 ５ 配線グリッド初期化部 ６ 二次端子初期配置部 ７ 二次端子位置最適化処理部 ８ 二次端子引きだし配線処理部 ９ 二次端子引きだし配線パターン生成部 １０ 配線グリッド １１ 配置要素辺上端子 １２ 配線禁止領域境界線 １３ 二次端子 １４ 引きだし配線

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体集積回路チップの配線領域に配線グ
   リッドを設定し、オングリッドルーターを用いて配線グ
   リッドを通る配線ルートを決定していく自動配線システ
   ムにおいて、 配線領域に属する配置要素辺で、当該辺上に配線グリッ
   ドに乗らない端子が見い出されるオフグリッド辺に対し
   て、上記辺上の各端子について配線グリッドに乗る位置
   に当該二次端子を発生させる二次端子発生部を設け、 上記二次端子発生部が、上記各端子と当該二次端子を結
   ぶ引きだし配線情報及び上記二次端子情報のみを、配線
   領域の全端子が配線グリッドに乗っているとした場合に
   対する配線グリッドへの付加設定として、配線グリッド
   に与えるように構成されるとともに、上記二次端子発生
   部で発生される二次端子群の形成する階段形状に対し
   て、上記二次端子位置を逐次ずらしていくことによっ
   て、上記階段状態の高さを半減させるように構成され、上記 オングリッドルーターは、上記オフグリッド辺につ
   いては上記二次端子発生部で生成された上記二次端子を
   配線対象として、配線グリッド上で配線ルートを探索
   し、上記配線グリッド上配線ルート情報を実配線情報に
   変換して、上記引きだし配線情報と上記変換された実配
   線情報を配線結果格納メモリーで合体させるようにした
   ことを特徴とするオングリッド自動配線方法。