JP4648865B2 - プリント基板パターン設計装置およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は個々の配線に対して制約条件を付してパターン設計を行うプリント基板パターン設計装置およびそれをコンピュータに実現させるプログラムに関する。

プリント基板のパターン設計において、高速に動作する回路では個々の配線に対して線長、接続順序などの制約条件のものでパターン設計を行う必要がある。そのため、従来では個々の配線や配線の束に対して１つ１つ制約条件を設定する作業が必要となり、このような作業は大規模な回路では多大な工数を必要とすることになる。

下記特許文献１には、制約条件を満たした部分回路のパターン設計を行い、これを１つの階層構造の回路の中で繰り返し用いることで設計工数を削減することが記載されている。

しかしながらこの手法は、既に回路が作成済のものに制約条件を付与する場合の解決策にはならない。

特開２００２−１５０１６号公報 特許第２７３５１８７号

したがって本発明の目的は、プリント基板のパターン設計において、制約条件の付与に要する工数を削減することにある。

本発明によれば、雛型回路を指定する手段と、パターン設計すべき回路の中で部分回路を特定する手段と、特定された部分回路の中で前記雛型回路と、少なくとも論理上、同一であるものを抽出する手段と、抽出された部分回路に対して、雛型回路に与えられる制約条件と同じ制約条件を付与する手段とを具備するプリント基板パターン設計装置が提供される。

前記雛型回路および前記部分回路は、例えば第１の論理素子から該第１の論理素子が出力する論理値が入力される第２の論理素子までの回路であり、前記特定手段は該第１の論理素子を基準として部分回路を特定する。

前記制約条件は、例えば、前記第１の論理素子と前記第２の論理素子との間の配線に対する制約条件である。

本発明によれば、前述のプリント基板パターン設計装置をコンピュータに実現させるプログラムもまた提供される。

雛型回路と少なくとも論理上同一と判断される部分回路に対して雛型回路に与えられる制約条件と同じ制約条件が付与されるので、設計工数が削減される。

図１は本発明の一実施例に係るプリント基板パターン設計装置１０の構成を示す図である。このプリント基板パターン設計装置１０は、例えば、コンピュータと、以下に説明する処理をコンピュータに指示するプログラムとにより実現される。図１には、本発明の制約条件の付与に関連する構成部分のみが示されている。

図１において、入力処理部１２に含まれる雛型選択処理１４では、キーボードなどの入力装置１３からの入力に従って、予め記憶されている複数の雛型回路から選択するか、またはパターン設計する回路に含まれる部分回路の１つを雛型回路として選択する。

ここで雛型回路および部分回路とは、例えば図２に示すように、１つの論理素子４０（またはコネクタ）から論理素子４０が出力する論理値を入力する少なくとも１つの論理素子４２，４４，４６，４８またはコネクタ４９までの回路である。雛型回路の出力論理素子４０から入力論理素子４２，４４，４８またはコネクタ４９までの配線に対しては、線長、複数の入力論理素子にわたる配線の場合の接続の順序、などの制約条件が予め設定されている。図２中のダンピング抵抗５０、スイッチ５２、終端抵抗５４は信号の論理値とは無関係なので論理素子には含まれない。また便宜上、本明細書では「論理素子」という場合にそれにコネクタが含まれる場合もあるものとする。

本明細書において雛型回路または部分回路における出力論理素子をドライバ、入力論理素子をレシーバと呼ぶことがあるが、これらは信号伝送のためのいわゆるラインドライバ、ラインレシーバであることもあれば、一般の論理素子（含むコネクタ）であることもある。

図１に戻って、入力処理部１２の検索方法指示部１６は、入力装置１３からの入力に従って、回路内で雛型回路と同じ制約条件を付すべき部分回路を検索するときの、後述する様々な検索オプションを設定する。

記憶装置１８に格納される回路データファイル２０は例えば図３に示す構成を有している。部品情報６０は、回路内の個々の部品に関する情報であり、表１に示すように個々の部品のピン数、ＩＣ、抵抗、スイッチなどの部品種別などを含み、個々の部品にはユニークな整数値のＩＤが付されている。

部品ピン情報６２は個々の部品の個々のピンに関する情報であり、表２に示すように、個々のピンが属する部品のＩＤ、後述するネット情報のＩＤ、入出力の区別などを含み、個々のピンにはユニークな整数値のＩＤが付されている。

ネット情報６４はピンとピンを接続する個々の結線に関する情報であり、表３に示すように、接続されるピンのＩＤ、電源、アース、その他の一般結線などのネット種別を含んでおり、個々の結線にもユニークな整数値のＩＤが付されている。

図１に戻って、類似回路自動抽出処理部２２の論理透過判断処理２４とは、図２を参照して説明したように論理に無関係なダンピング抵抗５０、スイッチ５２、終端抵抗５４などの部品を特定し、部分回路の範囲を適切に特定するための処理である。すなわち、ダンピング抵抗５０、スイッチ５２、終端抵抗５４を論理に無関係な部品と特定することにより、論理素子４０をドライバとする部分回路の範囲はダンピング抵抗５０、スイッチ５２、終端抵抗５４までではなく論理素子４４、論理素子４６、論理素子４８を含む範囲となる。

信号の流れ判断処理２６とは、図４に示すように信号の流れ方向を特定することによりドライバとなる論理素子を特定し、部分回路の抽出を効率的にする処理である。すなわち、ネット情報６４に基づき相互に接続されるピンの中で部品ピン情報６２の情報に基いて１つの出力ピンを決定することによりドライバを決定する。図４の例では、記号“Ｏ”で示す出力ピンを有する論理素子は論理素子６６のみであるから、論理素子６６がドライバとなる。出力ピンが２つ以上の場合、最初に見つかったピンを有する論理素子がドライバとなる。出力ピンが無く入出力ピンが１つの場合、その入出力ピンを出力ピンとみなす。出力ピンが無く入出力ピンが２つ以上の場合、最初に見つかった入出力ピンを有する論理素子がドライバとなる。出口ピン、入出力ピンが無い場合でコネクタ端子がある場合、そのコネクタ端子を出力ピンとみなす。上記以外で、未決定のピンが１つでそれ以外のすべてが入力ピンの場合、未決定のピンを出力ピンとみなす。これら以外の場合、相互に接続されるピンの中で最初に見つかったピンを出力ピンとみなす。

この様にして決定されたドライバを基準にして部分回路を抽出することにより、精度良く部分回路の抽出をすることができる。

部分回路抽出処理２８では、検索方法指示部１６において設定されたオプション（後述）に従って、これからパターン設計をしようとする回路の中から雛型回路に一致または類似する部分回路を抽出する。この際に信号の流れ判断処理２６において決定されたドライバを基準として部分回路を検索・抽出することにより、雛型回路と同一または類似する部分回路を精度良く効率的に抽出することができる。

抽出された部分回路のリストは表示処理部３０の表示データ読み出し処理３１および抽出口回路一覧作成処理３２において、表示装置３４に表示される。リストの或る行を選択した時、それに対応する部分回路が回路図の表示の中で強調表示されるようにしても良い。

類似回路自動抽出処理部２２の条件複写処理３６については、雛型回路と同一または類似していると判断された部分回路に対して、雛型回路に与えられた制約条件と同じ制約条件が与えられる。制約条件には例えば、線長が１０cm±５mm、遅延時間が１０ms以内、３つ以上の素子を接続する場合の接続の順序（Ａ−Ｂ−ＣとするかＡ−Ｃ−Ｂとするかなど）などがある。抽出後自動的に制約条件をコピーするのでなく、表示装置３４に表示された抽出結果をユーザが確認した上で、ユーザの指示に従ってコピーするようにしても良い。

抽出した部分回路に制約条件を付した後、雛型回路の制約条件が変更されると同時に部分回路の制約条件も自動的に変更されるのが原則であるが、変更する／しないの動作を任意に選択できるようにしても良い。

類似部分回路の抽出のための検索オプションとしては例えば次のものがある。
１．部品数の相違を無視する。
２．ダンピング抵抗の有無を無視する。
３．スイッチの有無を無視する。
４．終端抵抗の有無を無視する。
５．部品の属性の相違を無視する。
６．ネットの属性の相違を無視する。

１．の「部品数の相違を無視する」オプションが選択された場合には、図５に示すように、雛型回路に２個のレシーバがあり、部分回路に１個のレシーバがあって部品の数が相違する場合でも類似しているとして抽出される。

２．の「ダンピング抵抗の有無を無視する」オプションが選択された場合には、図６に示すように、ダンピング抵抗がない、という点で雛型回路と相違している部分回路も類似するものとして抽出される。３．の「スイッチの有無を無視する」のオプションおよび４．の「終端抵抗を無視する」のオプションについても同様である。

５．の「部品の属性」とは、メーカ名、コスト、重量、耐熱温度、抵抗値、容量値、クロック周波数などであり、このオプションが選択されているときは、これら部品の属性の相異を無視して類似部分回路が検索される。

６．の「ネットの属性」とは、電源線であるか、アース線であるか、一般の信号線であるかの属性であり、このオプションが選択されているときは、ネットの属性の違いを無視して類似部分回路の検索が行なわれる。

上記の検索オプションは複数選択することができる。複数のオプションが選択されているときはそれらがすべて適用されて類似部分回路の検索を行なう場合（ＡＮＤ検索）と、いずれか１つのみ適用された検索結果の論理和とする検索（ＯＲ検索）との間で選択可能としても良い。

図７はこれまでに説明した類似回路自動抽出処理部２２および表示処理部３０内の各処理２４，２６，２８，３６，３１，３２の処理の順序を図示するフローチャートである。

まず論理透過判断処理２４において論理に無関係なダンピング抵抗、スイッチ、終端抵抗などの部品を特定して、これらをスキップすることにより部分回路の範囲を適切に定めることを可能にし、信号の流れ判断処理２６において、部分回路抽出の基準となるドライバ素子を特定する。

部分回路抽出処理２８においては、ドライバ素子を基準として類似判断の対象となる部分回路の範囲を順次特定し、特定された部分回路が雛型回路と類似していれば抽出回路一覧作成処理３２において抽出された部分回路のリストに追加する。これらの処理がすべてのドライバ素子について繰り返して実行される、類似の判断は、設定された検索オプションに従って実行される。

すべてのドライバ素子についての処理が終了したら、表示データ読み出し処理３１において抽出された部分回路のリストが表示され、自動的にもしくはユーザの指示に従って、条件複写処理３６において、雛型回路に設定されている制約条件が複写される。図示していないが雛型回路が複数の場合には、各雛型回路について上記の処理が繰り返される。

本発明の一実施形態に係るプリント基板設計装置の構成を示すブロック図である。 雛型回路および部分回路の範囲を説明するための図である。 回路データファイルの構成を示す図である。 信号の流れ判断処理を説明するための図である。 部品数の違いを無視するオプションを説明する図である。 ダンピング抵抗の有無を無視するオプションを説明する図である。 類似回路自動抽出処理部および表示処理部における各処理の順序を図示するフローチャートである。

Claims (4)

1. 雛型回路を指定する手段と、
   パターン設計すべき回路内の各論理素子のピンについて出力ピン及び入力ピンの種別を指定するピン情報を記憶する手段と、
   前記ピン情報に基づいて出力ピンを決定し、該出力ピンを有する第１の論理素子を基準にして、該第１の論理素子から該第１の論理素子の出力を入力する第２の論理素子に至る部分回路を特定する特定手段と、
   特定された部分回路の中で前記雛型回路と、少なくとも論理上、同一であるものを抽出する手段と、
   抽出された部分回路に対して、雛型回路に与えられる制約条件と同じ制約条件を付与する手段とを具備するプリント基板パターン設計装置。
2. 前記特定手段は、前記部分回路に出力ピンが含まれず且つ入出力ピンが含まれるときは該入出力ピンを、前記部分回路に含まれる１つのピンの入出力の種別が未決定で他のピンが全て入力ピンであるときは前記１つのピンを、それぞれ出力ピンとして決定する請求項１に記載のプリント基板パターン設計装置。
3. 前記制約条件は、前記第１の論理素子と前記第２の論理素子との間の配線に対する制約条件である請求項２記載のプリント基板パターン設計装置。
4. コンピュータに、
   雛型回路の指定入力を受け付ける処理と、
   前記パターン設計すべき回路内の各論理素子のピンについて出力ピン及び入力ピンの種別を指定するピン情報に基づいて、出力ピンを決定する処理と、
   前記出力ピンを有する第１の論理素子を基準にして、該第１の論理素子から該第１の論理素子の出力を入力する第２の論理素子に至る部分回路を特定する処理と、
   特定された部分回路の中で前記雛型回路と、少なくとも論理上、同一であるものを抽出する処理と、
   抽出された部分回路に対して、雛型回路に与えられる制約条件と同じ制約条件を付与する処理と、を実行させるコンピュータプログラム。

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