JP6443117B2 - 部品配置プログラム、部位品配置方法、および情報処理装置 - Google Patents

部品配置プログラム、部位品配置方法、および情報処理装置 Download PDF

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Description

本件は、部品配置プログラム、部位品配置方法、および情報処理装置に関する。
各種電子機器には、プリント配線板等の基板(以下プリント基板という場合がある)が含まれている。各種電子機器の設計時には、プリント基板上に実装される複数の部品の配置設計が行なわれる。配置設計時に各部品の配置位置の決定を支援すべく、対話型のCAD(Computer Aided Design)技術が提案されている(例えば特許文献1,2参照)。
上述のCAD技術では、例えば、複数の部品のうちの一つを配置対象部品として選択し選択した配置対象部品を基板上に配置するステップが、全ての部品が基板上に配置されるまで、繰り返し実行される。その際、各部品の配置位置は、複数の部品間のネット接続情報に基づいて決定される。また、基板上の配置位置を決定された部品の配置位置に係る情報は障害物管理テーブルに格納される。
これ以降、配置対象部品の配置位置を決定する際、ユーザ(設計者等)が配置対象部品を所望の位置に配置する都度、障害物管理テーブルが参照される。そして、既に配置位置を決定された部品の占有領域と、配置対象部品の占有領域とが干渉するか否かの干渉チェックが行なわれる。干渉が生じる場合、配置対象部品を前記所望の位置に配置不可であると判断され、ユーザに対するエラー通知が行なわれる。一方、干渉が生じない場合、配置対象部品を前記所望の位置に配置可能であると判断され、前記所望の位置を配置対象部品の配置位置として決定することが可能になる。
なお、上述した干渉チェックでは、配置対象部品と、既に配置位置を決定された、配置対象部品近傍の部品とが物理的に干渉するか否かがチェックされている。このような干渉チェックに代え、配置対象部品の占有領域と、既に配置位置を決定された、配置対象部品近傍の部品の占有領域との間に所定間隔の間隙を確保可能であるか否かのチェックが行なわれてもよい。
特開平5−314217号公報 特開平8−227428号公報
上述のような干渉チェックを行なう際、以下に説明するように、配置対象部品とその近傍の部品との一対一の関係だけでなく、配置対象部品近傍における複数の部品をまとめて考慮することが好ましい場合がある。
例えば、熱容量の大きい部品どうしや重量の重い部品どうしを一対一で近接配置する際に、2つの部品の間に或る一定の間隔が確保されれば、部品の発熱の問題や部品の重量による基板の撓みの問題が生じないとしても、近接配置される部品の数が多くなればなるほど上述の問題の影響が大きくなる場合がある。このような場合、例えば、3つの部品が近接配置される場合において部品間に最低限必要な間隔b(図31(B)参照)は、2つの部品が近接配置される場合において部品間に最低限必要な間隔a(図31(A)参照)よりも広くすることが好ましい。
したがって、発熱や重量などの問題を生じさせることなく基板上で部品を高密度に実装するためには、配置対象部品近傍に存在する複数の配置済み部品を総合的に判断しながら配置対象部品の配置位置を決定することが好ましい。しかし、現状の技術では、配置対象部品とその近傍の各配置済み部品とについて一対一で占有領域に基づく干渉チェックを行なうのみであって、配置対象部品近傍における複数の配置済み部品を総合的に判断して配置対象部品の配置位置を決定することは困難である。
一つの側面で、本件は、基板上において周囲の複数の部品の配置を考慮して配置対象部品の配置位置を決定できるようにすることを目的とする。
本件の部品配置プログラムは、基板上に複数の部品を配置する処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、以下の処理(1)〜(3)を前記コンピュータに実行させる。
(1)前記複数の部品のうちの一の部品を配置する際に、前記一の部品に設定された第1チェック領域と、前記一の部品の近傍における配置済み部品に設定された第2チェック領域との干渉状態をチェックする処理。
(2)チェックされた前記干渉状態が所定条件を満たす場合、前記干渉状態を許容して前記一の部品の配置位置を決定する処理。
(3)前記第1チェック領域と前記第2チェック領域とを合成し、合成されたチェック領域を、前記一の部品および前記配置済み部品について設定される一のチェック領域として用いる処理。
一実施形態によれば、基板上において周囲の複数の部品の配置を考慮して配置対象部品の配置位置を決定することができる。
本発明の一実施形態としての部品配置機能を有する情報処理装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態としての部品配置機能を実現する情報処理装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 本実施形態の部品属性ライブラリの一例を示す図である。 本実施形態の部品形状ライブラリの一例を示す図である。 本実施形態において各部品に設定される複数の干渉チェック領域を説明する図である。 所定要素が発熱量である場合に各干渉チェック領域に設定される許容値の例を示す図である。 所定要素が重量である場合に各干渉チェック領域に設定される許容値の例を示す図である。 所定要素が電磁界である場合に各干渉チェック領域に設定される許容値の例を示す図である。 図1および図2に示す部品配置機能を有する情報処理装置の動作(配置対象部品の配置位置の決定手順)の一例を説明するフローチャートである。 本実施形態による具体的な配置対象部品の配置位置決定手順の第1実施例を説明する図である。 本実施形態による具体的な配置対象部品の配置位置決定手順の第1実施例を説明する図である。 本実施形態による具体的な配置対象部品の配置位置決定手順の第1実施例を説明する図である。 本実施形態による具体的な配置対象部品の配置位置決定手順の第2実施例を説明する図である。 本実施形態による具体的な配置対象部品の配置位置決定手順の第2実施例を説明する図である。 本実施形態による具体的な配置対象部品の配置位置決定手順の第2実施例を説明する図である。 本実施形態による具体的な配置対象部品の配置位置決定手順の第3実施例を説明する図である。 本実施形態による具体的な配置対象部品の配置位置決定手順の第3実施例を説明する図である。 本実施形態による具体的な配置対象部品の配置位置決定手順の第3実施例を説明する図である。 本実施形態による具体的な配置対象部品の配置位置決定手順の第4実施例を説明する図である。 本実施形態による具体的な配置対象部品の配置位置決定手順の第4実施例を説明する図である。 本実施形態による具体的な配置対象部品の配置位置決定手順の第4実施例を説明する図である。 本実施形態による具体的な配置対象部品の配置位置決定手順の第5実施例を説明する図である。 ユーザが配置対象部品の配置位置を決定する際の配置動作およびラッツネスト表示の一例を説明する図である。 ユーザが配置対象部品の配置位置を決定する際の配置動作およびラッツネスト表示の一例を説明する図である。 ユーザが配置対象部品の配置位置を決定する際の配置動作およびラッツネスト表示の一例を説明する図である。 ユーザが配置対象部品の配置位置を決定する際の配置動作およびラッツネスト表示の一例を説明する図である。 ユーザが配置対象部品の配置位置を決定する際の配置動作およびラッツネスト表示の一例を説明する図である。 ユーザが配置対象部品の配置位置を決定する際の配置動作およびラッツネスト表示の一例を説明する図である。 図23〜図28に示すラッツネスト表示技術を用いて行なわれる、配置対象部品の配置位置の決定手順の一例を説明するフローチャートである。 本実施形態の概要を説明する図である。 (A)は2つの部品が近接配置される場合において部品間に最低限必要な間隔を示す図であり、(B)は3つの部品が近接配置される場合において部品間に最低限必要な間隔を示す図である。
以下に、図面を参照し、本願の開示する部品配置プログラム、部位品配置方法、および情報処理装置の実施形態について、詳細に説明する。ただし、以下に示す実施形態は、あくまでも例示に過ぎず、実施形態で明示しない種々の変形例や技術の適用を排除する意図はない。すなわち、本実施形態を、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、各図は、図中に示す構成要素のみを備えるという趣旨ではなく、他の機能を含むことができる。そして、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
〔1〕本実施形態の関連技術
〔1−1〕ラッツネスト表示
ユーザ(設計者等)は、基板上での配置対象部品の配置位置はネット接続情報に基づいて決定する。その際、配置対象部品のピンと、当該ピンと接続関係にある他の部品のピンとのネット接続(ラッツネスト)がネット接続情報に基づいて表示部に表示される。ユーザは、表示部に表示されたラッツネストを参照し、配置対象部品のピンと他の部品のピンとの接続関係を把握しながら、例えばマウスによるドラッグ&ドロップ操作によって配置対象部品を適切な位置に配置する。
ここで、ユーザが配置対象部品の配置位置を決定する際の配置動作およびラッツネスト表示の一例について、図23〜図28を参照しながら説明する。
図23では、部品の配置を開始する時点の表示状態が示されている。図23では、配線基板Cと、この配線基板C上に配置されるべき部品C1〜C9とが表示されている。この時点で、配線基板C上にはコネクタC0のみが配置され、部品C1〜C9は、配線基板C外の未配置部品の表示領域に配置されている。また、コネクタC0の各端子と部品C1の各ピンとの接続関係、および、部品C1〜C9のピン間の接続関係が、点線で示すようにラッツネストとして表示される。
ここで、部品C1〜C4は能動部品であり、部品C1は、例えばQFP(Quad Flat Package),QFJ(Quad Flat J-leaded)パッケージであり、部品C2〜C4は、例えばSOP(Small Outline Package),SOJ(Small Outline J-leaded)パッケージである。また、部品C5〜C9は、受動部品であり、例えば、機構部品のコネクタ,2端子チップコンデンサ,抵抗である。部品C1〜C9は、BGA(Ball Grid Array)パッケージであってもよいし、IMD(Insertion Mount Device)またはSMD(Surface Mount Device)であってもよい。
まず、図23に示す表示において、ユーザは、部品C1を配置対象として選択し、マウス操作によって、矢印A1の方向に移動させ、図24に示すように、部品C1を配線基板C上に配置する。部品C1の移動中も配置後も、コネクタC0や部品C1〜C9の間の接続関係は、ラッツネスト表示される(図24の点線参照)。
ついで、図24に示す表示において、ユーザは、部品C2を配置対象として選択し、マウス操作によって、矢印A2の方向に移動させ、図25に示すように、部品C2を配線基板C上に配置する。部品C2の移動中も配置後も、コネクタC0や部品C1〜C9の間の接続関係は、ラッツネスト表示される(図25の点線参照)。
また、図25に示す表示において、ユーザは、部品C3を配置対象として選択し、マウス操作によって、矢印A3の方向に移動させ、図26に示すように、部品C3を配線基板C上に配置する。部品C3の移動中も配置後も、コネクタC0や部品C1〜C9の間の接続関係は、ラッツネスト表示される(図26の点線参照)。
さらに、図26に示す表示において、ユーザは、部品C4を配置対象として選択し、マウス操作によって、矢印A4の方向に移動させ、図27に示すように、部品C4を配線基板C上に配置する。部品C4の移動中も配置後も、コネクタC0や部品C1〜C9の間の接続関係は、ラッツネスト表示される(図27の点線参照)。
同様に、図27に示す表示において、ユーザは、部品C5〜C9のそれぞれを一つずつ選択し、マウス操作によって移動させ、図28に示すように、部品C5〜C9を配線基板C上に配置する。部品C5〜C9の移動中も配置後も、コネクタC0や部品C1〜C9の間の接続関係は、ラッツネスト表示される(図28の点線参照)。
このようにして、ユーザは、ラッツネスト表示を参照してコネクタC0や部品C1〜C9の間の接続関係を把握することで、部品C1〜C9を配線基板C上に適切に配置することができる。
〔1−2〕本実施形態と対比される関連技術
次に、図23〜図28を参照しながら上述したラッツネスト表示技術を用いて行なわれる、配置対象部品の配置位置の決定手順の一例について、図29に示すフローチャート(ステップS101〜S118)に従って説明する。ここで、図29に示すフローチャートに従う配置対象部品の配置位置の決定手順は、PC(Personal Computer)等の情報処理装置を用いて実行される。
まず、情報処理装置は、未配置の部品の有無を判断し(ステップS101)、未配置の部品がない場合(ステップS101のNOルート)、処理を終了する。一方、未配置の部品がある場合(ステップS101のYESルート)、ユーザによるマウス操作に応じて配置対象部品が選択され移動される(ステップS102)。
その際、図23〜図28に示すように、配置対象部品のピンと、当該ピンと接続関係にある他の部品のピンとのネット接続(ラッツネスト)が、ネット接続情報に基づいて表示部に表示される(ステップS103)。そして、情報処理装置は、マウスポインタに追随させて配置対象部品を移動させるとともに、ラッツネストの表示状態を、配置対象部品の移動に追随させて更新する(ステップS104)。
この後、ユーザが、マウス操作によって、配置対象部品を基板上の所望位置まで移動し配置位置の指示を行なう(ステップS105)。情報処理装置は、配置位置の指示を受けると、マウスポインタの位置に基づき、配置対象部品の配置位置(基準ピン位置,配置面,部品回転角度等)を取得する(ステップS106)。そして、情報処理装置は、取得した配置位置における配置対象部品の占有領域を取得するとともに(ステップS107)、障害物管理テーブルから、配置対象部品近傍における隣接部品(間隙チェック対象部品)を全て取得する(ステップS108)。
ついで、情報処理装置は、隣接部品の有無を判断し(ステップS109)、未処理の隣接部品がある場合(ステップS109のYESルート)、一の隣接部品を選択する。そして、情報処理装置は、配置対象部品の占有領域と選択された一の隣接部品の占有領域とを取得し(ステップS110)、これらの占有領域どうしの干渉チェックを行なう(ステップS111,S112)。当該干渉チェックでは、配置対象部品と配置済みの隣接部品とが物理的に干渉するか否かがチェックされてもよいし、配置対象部品の占有領域と配置済みの隣接部品の占有領域との間に所定間隔の間隙を確保可能であるか否かがチェックされてもよい。
干渉チェックの結果、配置対象部品と一の隣接部品とが干渉し合う状態でない場合(ステップS112のNOルート)、情報処理装置は、ステップS109の処理に戻る。一方、配置対象部品と一の隣接部品とが干渉し合う状態である場合(ステップS112のYESルート)、情報処理装置は、配置対象部品や一の隣接部品についてのエラー表示を行なう(ステップS113)。当該エラー表示は、例えば、配置対象部品や一の隣接部品を表示部上で強調表示することによって行なわれる。そして、情報処理装置は、配置対象部品が当該一の隣接部品と干渉していることを示すエラーフラグ(干渉あり)を設定し(ステップS114)、ステップS109の処理に戻る。
ステップS109において未処理の隣接部品がないと判断された場合(ステップS109のNOルート)、情報処理装置は、少なくとも一つのエラーフラグ(干渉あり)が設定されているか否かを判断する(ステップS115)。エラーフラグ(干渉あり)が一つでも設定されている場合(ステップS115のYESルート)、情報処理装置は、今回、配置対象部品が配置された位置では隣接部品と干渉状態になると判断し、部品配置位置を未確定とする(ステップS116)。この後、情報処理装置は、ステップS104の処理に戻り、ユーザのマウス操作による配置対象部品の移動を継続させる。
一方、エラーフラグ(干渉あり)が一つも設定されていない場合(ステップS115のNOルート)、情報処理装置は、今回、配置対象部品が配置された位置では隣接部品と干渉状態にならないと判断し、今回の配置位置を配置対象部品の配置位置として確定するか否かを判断する(ステップS117)。情報処理装置は、ユーザのマウス操作等によって確定指示を受けた場合、今回の配置位置を配置対象部品の配置位置として確定すると判断し(ステップS117のYESルート)、今回の配置対象部品に係る情報を、障害物管理テーブルに登録する(ステップS118)。この後、情報処理装置は、ステップS101の処理に戻る。
また、情報処理装置は、ユーザからの確定指示がない場合、もしくは、ユーザのマウス操作等によって確定しない旨の指示を受けた場合、今回の配置位置を配置対象部品の配置位置として確定しないと判断する(ステップS117のNOルート)。この後、情報処理装置は、部品配置位置を未確定とし(ステップS116)、ステップS104の処理に戻り、ユーザのマウス操作による配置対象部品の移動を継続させる。
〔2〕本実施形態の概要
ところで、例えば、熱容量の大きいBGAパッケージ形状のLSI(Large Scale Integration)どうしは、装置としての発熱(熱容量)の問題のために、近傍に配置することができない場合がある(図30右側の×参照)。しかし、BGAパッケージ形状のLSIの近傍に配置される部品が、熱容量の小さい、抵抗やコンデンサなどのチップ部品パッケージ形状の部品(チップ部品)であれば、BGAパッケージ形状のLSIの直近に配置可能な場合もある(図30左側の○参照)。単に各部品の占有領域に基づいて行なう干渉チェックでは、発熱の問題を考慮した部品配置を行なうことができない。このため、配置対象部品やその近傍の配置済み部品のパッケージ形状の種類を加味して配置対象部品の配置可否を判断することが好ましい。
ただし、既に配置された部品近傍に他の部品を配置可能であるか否かは、上述した発熱の問題だけでなく、以下のような様々な問題を考慮して判断されることが好ましい。様々な問題としては、例えば、基板組立製造プロセスでのリフロー半田付けによる半田溶融不足の問題や、部品重量が大きいことによって基板が撓む問題や、部品の電磁界による影響の問題などが挙げられる。
特に、上述した様々な問題を考慮する際には、上述したように、配置対象部品とその近傍の部品との1対1の関係だけでなく、配置対象部品近傍における複数の部品をまとめて考慮することが好ましい場合がある。
例えば、熱容量の大きい部品どうしや重量の重い部品どうしを1対1で近接配置する際に、2つの部品の間に或る一定の間隔が確保されれば上述の問題が生じないとしても、近接配置される部品の数が多くなればなるほど上述の問題の影響が大きくなる場合がある。このような場合、図31(A),(B)を参照しながら上述したように、例えば、3つの部品が近接配置される場合において部品間に最低限必要な間隔bは、2つの部品が近接配置される場合において部品間に最低限必要な間隔aよりも広くすることが好ましい。
このため、単純に各部品のパッケージ形状の種類などの情報を加味して配置対象部品の配置可否を判断しても、上述した様々な問題を解消する干渉チェックを行なうことは困難である。したがって、上述した様々な問題を生じさせることなく基板上で部品を高密度に実装するためには、配置対象部品の近傍に存在する複数の配置済み部品を総合的に判断し配置対象部品とその近傍の複数の配置済み部品との間隔を管理しながら配置対象部品の配置位置を決定することが好ましい。
しかし、現状の技術では、配置対象部品とその近傍の各配置済み部品とについて一対一で占有領域に基づく干渉チェックを行なうのみである。このため、上述したように、配置対象部品近傍における複数の配置済み部品を総合的に判断して配置対象部品の配置位置を決定することは困難である。
そこで、本実施形態では、複数の部品のうちの一の部品(配置対象部品)を基板上に配置する際に、一の部品に設定された第1チェック領域と、一の部品の近傍における配置済み部品に設定された第2チェック領域との干渉状態がチェックされる。より具体的には、当該干渉状態が、後述する所定条件を満たすか否かが判定される。当該干渉状態が所定条件を満たす場合、当該干渉状態が許容されて当該一の部品の配置位置が決定され、第1チェック領域と第2チェック領域とが合成される。そして、合成されたチェック領域が、一の部品および配置済み部品について設定される一のチェック領域として用いられる。
このとき、前記所定条件は、例えば、以下の3点(a1)〜(a3)を満たすことであってもよい。
(a1)第1チェック領域と第2チェック領域とのそれぞれに対し、前記干渉状態を許容する所定要素(熱容量,重量,電磁界等)について同一の許容値が設定されていること。
(a2)第1チェック領域と第2チェック領域とが干渉すること。
(a3)一の部品の前記所定要素に係る第1属性値と配置済み部品の前記所定要素に係る第2属性値との合計値が前記同一の許容値以下であること。
また、前記所定条件は、例えば、以下の3点(b1)〜(b3)を満たすことであってもよい。
(b1)第1チェック領域と第2チェック領域とのそれぞれに対し、前記干渉状態を許容する所定要素について同一の許容値が設定されていること。
(b2)第1チェック領域または第2チェック領域と一の部品の第1占有領域または配置済み部品の第2占有領域とが干渉すること。
(b3)一の部品の前記所定要素に係る第1属性値と配置済み部品の前記所定要素に係る第2属性値との合計値が前記同一の許容値以下であること。
例えば、本実施形態では、各部品の要素(属性;熱容量,重量,電磁界等)毎に属性値が設定されるとともに、各部品に設定されたチェック領域毎に要素の許容値が設定されたライブラリ(図1,図3,図4の符号34,35参照)が用意される。そして、当該ライブラリを参照しながら、配置対象部品のチェック領域と当該配置対象部品近傍の部品のチェック領域との干渉チェックが行なわれる。
当該干渉チェックでは、例えば、互いに干渉する2つのチェック領域に対し同一の要素について同一の許容値が設定されている場合、2つの部品の当該要素に係る属性値の合計値が前記同一の許容値以下であるか否かが判断される。合計値が許容値を超えている場合、所定条件を満たしておらず干渉エラーと判断される。一方、合計値が許容値以下である場合、所定条件を満たしていると判断され、配置対象部品の配置位置が決定される。
そして、2つのチェック領域は合成され、合成された新たなチェック領域が、2つの部品について設定される一のチェック領域(合成チェック領域)として用いられる。以降、新たな配置対象部品近傍に合成チェック領域が存在する場合には、当該新たな配置対象部品のチェック領域と上述のごとく合成された合成チェック領域との干渉チェックが、上述と同様にして行なわれる。そして、上述のごとく行なわれた干渉チェックの結果に係る情報は、表示部において表示される。
〔3〕本実施形態の部品配置機能を実現する情報処理装置のハードウェア構成
まず、図2を参照しながら、本実施形態の部品配置機能を実現する情報処理装置(コンピュータ)10のハードウェア構成について説明する。図2は、当該ハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
コンピュータ10は、プロセッサ11,RAM(Random Access Memory)12,HDD(Hard Disk Drive)13,グラフィック処理装置14,入力インタフェース15,光学ドライブ装置16,機器接続インタフェース17およびネットワークインタフェース18を構成要素として有する。これらの構成要素11〜18は、バス19を介して相互に通信可能に構成される。
プロセッサ(処理部)11は、コンピュータ10全体を制御する。プロセッサ11は、マルチプロセッサであってもよい。プロセッサ11は、例えばCPU(Central Processing Unit),MPU(Micro Processing Unit),DSP(Digital Signal Processor),ASIC(Application Specific Integrated Circuit),PLD(Programmable Logic Device),FPGA(Field Programmable Gate Array)のいずれか一つであってもよい。また、プロセッサ11は、CPU,MPU,DSP,ASIC,PLD,FPGAのうちの2種類以上の要素の組み合わせであってもよい。
RAM(記憶部)12は、コンピュータ10の主記憶装置として使用される。RAM12には、プロセッサ11に実行させるOS(Operating System)プログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、RAM12には、プロセッサ11による処理に必要な各種データが格納される。アプリケーションプログラムには、コンピュータ10によって本実施形態のモデル作成機能を実現するためにプロセッサ11によって実行される部品配置プログラムが含まれてもよい。
HDD(記憶部)13は、内蔵したディスクに対して、磁気的にデータの書き込み及び読み出しを行なう。HDD13は、コンピュータ10の補助記憶装置として使用される。HDD13には、OSプログラム,アプリケーションプログラム、及び各種データが格納される。なお、補助記憶装置としては、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置(SSD:Solid State Drive)を使用することもできる。
グラフィック処理装置14には、モニタ14aが接続されている。グラフィック処理装置14は、プロセッサ11からの命令に従って、画像をモニタ14aの画面に表示させる。モニタ14aとしては、CRT(Cathode Ray Tube)を用いた表示装置や液晶表示装置等が挙げられる。
入力インタフェース15には、キーボード15aおよびマウス15bが接続されている。入力インタフェース15は、キーボード15aやマウス15bから送られてくる信号をプロセッサ11に送信する。なお、マウス15bは、ポインティングデバイスの一例であり、他のポインティングデバイスを使用することもできる。他のポインティングデバイスとしては、タッチパネル,タブレット,タッチパッド,トラックボール等が挙げられる。
光学ドライブ装置16は、レーザ光等を利用して、光ディスク16aに記録されたデータの読み取りを行なう。光ディスク16aは、光の反射によって読み取り可能にデータを記録された可搬型の非一時的な記録媒体である。光ディスク16aには、DVD(Digital Versatile Disc),DVD−RAM,CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory),CD−R(Recordable)/RW(ReWritable)等が挙げられる。
機器接続インタフェース17は、コンピュータ10に周辺機器を接続するための通信インタフェースである。例えば、機器接続インタフェース17には、メモリ装置17aやメモリリーダライタ17bを接続することができる。メモリ装置17aは、機器接続インタフェース17との通信機能を搭載した非一時的な記録媒体、例えばUSB(Universal Serial Bus)メモリである。メモリリーダライタ17bは、メモリカード17cへのデータの書き込み、またはメモリカード17cからのデータの読み出しを行なう。メモリカード17cは、カード型の非一時的な記録媒体である。
ネットワークインタフェース18は、ネットワーク18aに接続される。ネットワークインタフェース18は、ネットワーク18aを介して、他のコンピュータまたは通信機器との間でデータの送受信を行なう。
以上のようなハードウェア構成を有するコンピュータ10によって、図3〜図22を参照しながら後述する本実施形態の部品配置機能を実現することができる。
なお、コンピュータ10は、例えばコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体に記録されたプログラム(部品配置プログラム等)を実行することにより、本実施形態の部品配置機能を実現する。コンピュータ10に実行させる処理内容を記述したプログラムは、様々な記録媒体に記録しておくことができる。例えば、コンピュータ10に実行させるプログラムをHDD13に格納しておくことができる。プロセッサ11は、HDD13内のプログラムの少なくとも一部をRAM12にロードし、ロードしたプログラムを実行する。
また、コンピュータ10(プロセッサ11)に実行させるプログラムを、光ディスク16a,メモリ装置17a,メモリカード17c等の非一時的な可搬型記録媒体に記録しておくこともできる。可搬型記録媒体に格納されたプログラムは、例えばプロセッサ11からの制御により、HDD13にインストールされた後、実行可能になる。また、プロセッサ11が、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み出して実行することもできる。
〔4〕部品配置機能を有する情報処理装置の機能構成
次に、図1を参照しながら、本実施形態の部品配置機能を有する情報処理装置(コンピュータ)10の機能構成について説明する。図1は、当該機能構成の一例を示すブロック図である。
コンピュータ10は、干渉チェックを行ないながらプリント配線板等の基板上に複数の部品を配置すべく、図1に示すように、少なくとも処理部20,記憶部30,入力部40および表示部50としての機能を有している。
処理部20は、例えば図2に示すようなプロセッサ11であり、上述した部品配置プログラムを実行することで、後述する干渉チェック判定部21,配置位置決定部22およびチェック領域合成部23としての機能を果たす。
記憶部(データベース部)30は、例えば図2に示すようなRAM12,HDD13であり、部品配置機能を実現するための各種情報を記憶し保存する。当該各種情報としては、後述するネット接続テーブル31,部品配置テーブル32,基板形状ライブラリ33,部品属性ライブラリ34,部品形状ライブラリ35,占有領域制御テーブル36,障害物管理テーブル37,エラーフラグ,領域合成フラグなどが含まれる。
入力部40は、例えば図2に示すようなキーボード15aおよびマウス15bであり、ユーザによって操作され各部品の基板上への配置指示(例えば部品のドラッグ&ドロップ操作)を行なう。なお、マウス15bに代え、タッチパネル,タブレット,タッチパッド,トラックボール等が用いられてもよい。
表示部50は、例えば図2に示すようなモニタ14aであり、ユーザが本実施形態のコンピュータ10を用いて配置対象部品の配置位置の決定操作を行なう際に、例えば図10〜図28に示すような画像つまり部品の配置経過を表示する画像を表示する。なお、本実施形態において表示部50上で配置対象の配線基板Cや各種部品C1〜C9を表示する際には、図23〜図28を参照しながら前述したラッツネスト表示も同時に行なわれる。
ネット接続テーブル31は、例えば図23〜図28に示すように基板C上に配置される部品C1〜C9やコネクタC0のピン間の接続関係を、ネット接続情報として保持する。ネット接続テーブル31に保持されるネット接続情報に基づき、図23〜図28を参照しながら前述したラッツネスト表示(点線参照)が表示部50上で行なわれる。
部品配置テーブル32は、基板C上に配置される各部品の配置位置に関する情報を保持する。
基板形状ライブラリ33は、部品を配置される基板Cの外形に関する情報や、当該基板C上における部品の配置可能領域に関する情報などを保持する。
部品属性ライブラリ34は、例えば、図3に示すように、基板C上に配置される部品毎に、部品型格,発熱量(要素名),重量(要素名),部品形状名を対応付けて保持する。図3は、本実施形態の部品属性ライブラリ34の一例を示す図である。
ここで、部品型格は、部品を特定する情報(部品名,製品名等)である。発熱量は、部品型格で特定される部品の所定要素(属性)の一つであり、発熱量としては、当該部品の発する発熱量の値(W値,ワッテージ)が、前記所定要素(発熱量)の属性値(第1属性値,第2属性値)として保持される。同様に、重量も、部品型格で特定される部品の所定要素(属性)の一つであり、重量としては、当該部品のもつ重量の値(g値)が、前記所定要素(重量)の属性値(第1属性値,第2属性値)として保持される。部品形状名は、部品型格で特定される部品の物理的な形状を特定する情報である。
なお、部品属性ライブラリ34には、発熱量や重量に加え、所定要素(属性)の一つとして電磁界(要素名)に関する情報が部品型格毎に保持されてもよい。この場合、部品型格で特定される部品の発する電磁界の値(dBm値)が、前記所定要素(電磁界)の属性値(第1属性値,第2属性値)として保持される。
図3には、部品属性ライブラリ34において3種類の部品型格の部品に関する情報を登録した例が示されている。最上段では、部品型格ABCの部品は、10Wの熱を発し、重量15gを有し、部品形状名123の物理的な形状を有することが登録されている。中段では、部品型格DEFの部品は、発熱せず、重量3gを有し、部品形状名456の物理的な形状を有することが登録されている。最下段では、部品型格GHIの部品は、2Wの熱を発し、基板Cに撓みを生じさせるような重量をもたず、部品形状名789の物理的な形状を有することが登録されている。
部品形状ライブラリ35は、例えば、図4に示すように、上述の部品形状名毎に、要素名と、当該要素名で特定される要素(属性)についての許容値と、部品形状名で特定される物理的な形状(占有領域)に対する干渉チェック領域を特定する情報とを対応付けて保持する。なお、図4は、本実施形態の部品形状ライブラリ(干渉チェック領域定義部)35の一例を示す図である。
ここで、許容値は、各干渉チェック領域に対し設定され、当該干渉チェック領域内において許容可能な、所定要素の属性値の最大値に相当する。干渉チェック領域としては、対応する部品の物理的な形状(占有領域)よりも広い領域が設定される。図4に示す部品形状ライブラリ35の「形状(網かけ部)」の欄において、網かけ部(斜線部)は、干渉チェック領域を示し、各干渉チェック領域内の矩形は、部品形状名で特定される物理的な形状(占有領域)に対応する。
図4には、部品形状ライブラリ35において、部品形状名123で特定される物理的な形状を有する部品についての3種類の干渉チェック領域を登録した例が示されている。最上段では、発熱量について許容値15Wを設定された第1干渉チェック領域が登録されている。中段では、発熱量について許容値30Wを設定された、第1干渉チェック領域よりも広い第2干渉チェック領域が登録されている。最下段では、重量について許容値20gを設定された第1干渉チェック領域が登録されている。
図10〜図22を参照しながら後述する実施例では、図5に示すように、部品の種類がBGAパッケージであり、各部品に3つの干渉チェック領域が設定される場合について説明する。また、各部品の所定要素(属性)が発熱量である場合について説明する。この場合、図6に示すように、3つの干渉チェック領域のそれぞれには、発熱量について異なる許容値が設定される。当該許容値の絶対値は、干渉チェック領域が広くなるほど大きくなる。
図5は、本実施形態において各部品に設定される複数の干渉チェック領域を説明する図である。図5に示す例では、部品(BGA)の占有領域に対し、当該占有領域よりも広い第1干渉チェック領域が設定され、当該第1干渉チェック領域よりも広い第2干渉チェック領域が設定され、当該第2干渉チェック領域よりも広い第3干渉チェック領域が設定される。占有領域は、部品本体が物理的に占める範囲であり、実装限界領域という場合もある。第1〜第3干渉チェック領域は、図中、それぞれ#1,#2,#3と表記する場合がある。
図6は、所定要素が発熱量である場合に各干渉チェック領域に設定される許容値の例を示す図である。図6に示す例では、第1〜第3干渉チェック領域に、それぞれ発熱量の許容値として15W,30W,40Wが設定されている。本実施形態では、所定要素が発熱量である場合について説明するが、これに限定されるものでなく、発熱量以外の属性値(物性値)が部品の重量や電磁界である場合にも、発熱量の場合と同様に本実施形態は適用される。例えば、図7は、所定要素が重量である場合に各干渉チェック領域に設定される許容値の例を示す図である。図7に示す例では、第1〜第3干渉チェック領域に、それぞれ重量の許容値として20g,30g,50gが設定されている。また、図8は、所定要素が電磁界である場合に各干渉チェック領域に設定される許容値の例を示す図である。図8に示す例では、第1〜第3干渉チェック領域に、それぞれ電磁界の許容値として−70dBm,−100dBm,−150dBmが設定されている。
なお、各部品に設定される干渉チェック領域の数は、3に限定されず、1,2,4以上のいずれであってもよい。この場合も、複数の干渉チェック領域のそれぞれには、所定要素についての異なる許容値が設定される。また、図5〜図8を参照しながら上述した干渉チェック領域や許容値に関する情報は、図4を参照しながら上述した部品形状ライブラリ35に登録される。さらに、部品の種類は、BGAパッケージに限定されず、QFP,QFJパッケージ,SOP,SOJパッケージ,IMD,SMDのいずれであってもよい。
占有領域制御テーブル36は、基板C上に配置される各部品の占有領域(図4,図5参照)に関する情報を保持する。
障害物管理テーブル37は、後述する配置位置決定部22によって配置位置を決定され確定された部品の配置位置に係る情報を、障害物に関する情報として登録される。
上述したネット接続テーブル31,部品配置テーブル32,基板形状ライブラリ33,部品属性ライブラリ34,部品形状ライブラリ35,占有領域制御テーブル36,障害物管理テーブル37は、記憶部30に予め保存されるか、必要に応じて処理部20によって作成、登録、更新される。また、符号31〜37で示すテーブルまたはライブラリは、入力部40や、図2に示す光ディスク16a,メモリカード17c,ネットワーク18aから入力されてもよい。
そして、干渉チェック判定部21,配置位置決定部22およびチェック領域合成部23は、必要に応じて上述したネット接続テーブル31,部品配置テーブル32,基板形状ライブラリ33,部品属性ライブラリ34,部品形状ライブラリ35,占有領域制御テーブル36,障害物管理テーブル37を参照しながら、後述する図9に示すフローチャートに従って動作する。
干渉チェック判定部21は、ユーザによって選択された配置対象部品に設定された干渉チェック領域(第1チェック領域)と、当該配置対象部品の近傍における配置済み部品(隣接部品,近傍部品)に設定された干渉チェック領域(第2チェック領域)との干渉状態をチェックする。より具体的に、干渉チェック判定部21は、当該干渉状態が後述する所定条件を満たすか否かを判定する。ここで、配置対象部品の干渉チェック領域や、配置済み部品の干渉チェック領域は、部品形状ライブラリ35を参照し検索することによって取得される。また、当該配置対象部品の近傍における配置済み部品に係る情報は、障害物管理テーブル37から取得される。
配置位置決定部22は、チェックされた干渉状態が所定条件を満たす場合、当該干渉状態を許容して配置対象部品の配置位置を決定する。また、配置位置決定部22は、図9を参照しながら後述する領域合成フラグ(合成要)が設定されていない場合、図9を参照しながら後述する確定指示に応じて、配置対象部品に係る情報(配置位置に係る情報を含む)を障害物管理テーブル37に登録する。
ここで、前記所定条件は、例えば、上述した3点(a1)〜(a3)と同様の下記3点(a1′)〜(a3′)を満たすことであってもよい。当該所定条件は、図10〜図18を参照しながら後述する第1〜第3実施例で用いられる。
(a1′)配置対象部品の干渉チェック領域と配置済み部品の干渉チェック領域とのそれぞれに対し、前記干渉状態を許容する発熱量(熱容量)について同一の許容値が設定されていること。
(a2′)配置対象部品の干渉チェック領域と配置済み部品の干渉チェック領域とが干渉すること。
(a3′)配置対象部品の発熱量に係る属性値(第1属性値)と配置済み部品の発熱量に係る属性値(第2属性値)との合計値が前記同一の許容値以下であること。
上記(a1′)および(a3′)における許容値は、部品形状ライブラリ35を参照し検索することによって取得される。また、上記(a3′)における第1属性値および第2属性値は、部品属性ライブラリ34を参照し検索することによって取得される。
また、前記所定条件は、例えば、上述した3点(b1)〜(b3)と同様の下記3点(b1′)〜(b3′)を満たすことであってもよい。当該所定条件は、図19〜図21を参照しながら後述する第4実施例で用いられる。
(b1′)配置対象部品の干渉チェック領域と配置済み部品の干渉チェック領域とのそれぞれに対し、前記干渉状態を許容する発熱量(熱容量)について同一の許容値が設定されていること。
(b2′)配置対象部品の干渉チェック領域または配置済み部品の干渉チェック領域と配置対象部品の占有領域(第1占有領域)または配置済み部品の占有領域(第2占有領域)とが干渉すること。
(b3′)配置対象部品の発熱量に係る属性値(第1属性値)と配置済み部品の発熱量に係る属性値(第2属性値)との合計値が前記同一の許容値以下であること。
なお、上記(b1′)および(b3′)における許容値は、部品形状ライブラリ35を参照し検索することによって取得される。また、上記(b2′)における第1占有領域および第2占有領域は、占有領域制御テーブル36を参照し検索することによって取得される。さらに、上記(b3′)における第1属性値および第2属性値は、部品属性ライブラリ34を参照し検索することによって取得される。
チェック領域合成部23は、チェックされた干渉状態が所定条件を満たし配置対象部品の配置位置が決定された場合、配置対象部品の干渉チェック領域(第1チェック領域)と配置済み部品の干渉チェック領域(第2チェック領域)とを合成する。つまり、チェック領域合成部23は、図9を参照しながら後述する領域合成フラグ(合成要)が設定されている場合、図9を参照しながら後述する確定指示に応じて、干渉チェック領域の合成を行なう。そして、チェック領域合成部23は、合成された配置対象部品および配置済み部品に係る情報(配置位置に係る情報を含む)を、一つの干渉チェック領域(一のチェック領域)を設定された一つの配置済み部品として、障害物管理テーブル37に登録する。
このように構成された本実施形態の情報処理装置10では、近傍部品に対する干渉チェック領域が各部品に設定され、当該干渉チェック領域への部品の干渉を許容する要素(発熱量,重量,電磁界等)が設定される。また、当該要素について属性値が各部品に設定されるとともに、各部品の当該干渉チェック領域に許容値が設定される。このとき、配置対象部品の干渉チェック領域と近傍部品の干渉チェック領域とが干渉し合う場合に、所定要素の属性値の合計値が当該干渉チェック領域に設定された許容値以下であれば、当該干渉チェック領域どうしの干渉が許容される。そして、同一の許容値を有する当該干渉チェック領域どうしは合成され、以降の処理において、配置対象部品と近傍部品とは、合成された干渉チェック領域を有する一つの配置済み部品として扱われる。
つまり、上述のごとく合成した干渉チェック領域に、別の配置対象部品の干渉チェック領域が干渉する場合、合成した干渉チェック領域内に存在する複数の部品にそれぞれ設定された所定要素の属性値の合計値に、上記別の配置対象部品に設定された所定要素の属性値が加算される。当該加算値が、当該干渉チェック領域に設定された許容値以下であれば、当該干渉チェック領域どうしの干渉が許容され、同一の許容値を有する当該干渉チェック領域どうしは、さらに合成される。
〔5〕本実施形態の情報処理装置の動作
次に、図9に示すフローチャート(ステップS11〜S34)に従って、図1および図2を参照しながら上述した部品配置機能を有する情報処理装置10の動作(配置対象部品の配置位置の決定手順)の一例について説明する。なお、図9に示すステップS13〜S24,S27〜S31,S34は、それぞれ図29に示すステップS101〜S118に対応する処理を行なう。また、図9に示すステップS25,S26,S32,S33は、本実施形態において追加された処理を行なう。
まず、処理部20は、記憶部30から占有領域制御テーブル36を取得し(ステップS11)、基板C上に配置されるべき全ての部品C1〜C9の占有領域(実装限界領域)を設定する(ステップS12)。
そして、処理部20は、未配置の部品の有無を判断し(ステップS13)、未配置の部品がない場合(ステップS13のNOルート)、処理を終了する。一方、未配置の部品がある場合(ステップS13のYESルート)、ユーザによるマウス操作に応じて配置対象部品が選択され移動される(ステップS14)。
その際、図23〜図28に示すように、配置対象部品のピンと、当該ピンと接続関係にある他の部品のピンとのネット接続(ラッツネスト)が、ネット接続情報に基づいて表示部に表示される(ステップS15)。そして、処理部20は、マウスポインタに追随させて配置対象部品を移動させるとともに、ラッツネストの表示状態を、配置対象部品の移動に追随させて更新する(ステップS16)。
この後、ユーザが、マウス操作によって配置対象部品を基板上の所望位置まで移動し配置位置の指示を行なう(ステップS17)。処理部20は、配置位置の指示を受けると、マウスポインタの位置に基づき、配置対象部品の配置位置(基準ピン位置,配置面,部品回転角度等)を取得する(ステップS18)。そして、処理部20は、取得した配置位置における配置対象部品の占有領域を取得するとともに(ステップS19)、障害物管理テーブル37から、配置対象部品近傍における隣接部品(近傍部品,間隙チェック対象部品)を全て取得する(ステップS20)。
ついで、処理部20は、隣接部品の有無を判断し(ステップS21)、未処理の隣接部品がある場合(ステップS21のYESルート)、一の隣接部品(配置済み部品)を選択する。そして、処理部20(干渉チェック判定部21)は、配置対象部品の占有領域と選択された一の隣接部品の占有領域とを取得し(ステップS22)、これらの占有領域どうしの干渉チェックを行なう(ステップS23,S24)。当該占有領域干渉チェックでは、配置対象部品と配置済みの隣接部品とが物理的に干渉するか否かがチェックされてもよいし、配置対象部品の占有領域と配置済みの隣接部品の占有領域との間に所定間隔の間隙を確保可能であるか否かがチェックされてもよい。
また、ステップS23,S24において、処理部20(干渉チェック判定部21)は、配置対象部品の干渉チェック領域と配置済み部品の干渉チェック領域との干渉状態をチェックする。当該干渉チェック領域の干渉チェックでは、処理部20(干渉チェック判定部21)は、上述した所定条件〔上記(a1′)〜(a3′)または上記(b1′)〜(b3′)〕を満たすか否かを判定する。
配置対象部品の占有領域と一の配置済み部品の占有領域とが干渉し合う状態である場合、または、上記(a1′)および(a2′)を満たしても上記(a3′)を満たさない場合、干渉チェック判定部21は、干渉ありと判断する。ここで、上記(a3′)を満たさない状態とは、配置対象部品の発熱量(第1属性値)と配置済み部品の発熱量(第2属性値)との合計値が、許容値を超えている状態である。所定条件として上記(a1′)〜(a3′)も代えて上記(b1′)〜(b3′)を用いた場合も同様である。
干渉ありと判断された場合(ステップS24のYESルート)、処理部20は、表示部50上で、配置対象部品や一の配置済み部品についてのエラー表示を行なう(ステップS27)。当該エラー表示は、例えば、配置対象部品や一の配置済み部品を表示部50上で強調表示することによって行なわれる。そして、処理部20は、配置対象部品が当該一の配置済み部品と干渉していることを示すエラーフラグ(干渉あり)を、記憶部30に設定し(ステップS28)、ステップS21の処理に戻る。
配置対象部品の占有領域と一の配置済み部品の占有領域とが干渉し合う状態でない場合、且つ、上記(a3′)または(b3′)を満たしている場合、干渉チェック判定部21は、干渉がないと判断する。ここで、上記(a3′)または(b3′)を満たしている状態とは、配置対象部品の発熱量(第1属性値)と配置済み部品の発熱量(第2属性値)との合計値が許容値以下の状態である。
干渉がないと判断された場合(ステップS24のNOルート)、処理部20(干渉チェック判定部21)は、ステップS23での干渉チェック領域の干渉チェックの結果に基づき、干渉チェック領域の合成が要か否かを判定する(ステップS25)。干渉チェック領域の合成が不要である場合(ステップS25のNOルート)、処理部20は、ステップS21の処理に戻る。
一方、干渉チェック領域の合成が要である場合(ステップS25のYESルート)、処理部20は、配置対象部品の干渉チェック領域と一の配置済み部品の干渉チェック領域との合成が要であることを示す領域合成フラグ(合成要)を、記憶部30に設定し(ステップS26)、ステップS21の処理に戻る。
ステップS21において未処理の隣接部品がないと判断された場合(ステップS21のNOルート)、処理部20は、少なくとも一つのエラーフラグ(干渉あり)が設定されているか否かを判断する(ステップS29)。エラーフラグ(干渉あり)が一つでも設定されている場合(ステップS29のYESルート)、処理部20は、今回、配置対象部品が配置された位置では隣接部品(配置済み部品)と干渉状態になると判断し、部品配置位置を未確定とする(ステップS30)。この後、処理部20は、ステップS16の処理に戻り、ユーザのマウス操作による配置対象部品の移動を継続させる。
一方、エラーフラグ(干渉あり)が一つも設定されていない場合(ステップS29のNOルート)、処理部20は、今回、配置対象部品が配置された位置では隣接部品と干渉状態にならないと判断し、今回の配置位置を配置対象部品の配置位置として確定するか否かを判断する(ステップS31)。処理部20は、ユーザのマウス操作等によって確定指示を受けた場合、今回の配置位置を配置対象部品の配置位置として確定すると判断し(ステップS31のYESルート)、さらに、領域合成フラグ(合成要)が設定されているか否かを判断する(ステップS32)。
領域合成フラグ(合成要)が設定されていない場合(ステップS32のNOルート)、処理部20(配置位置決定部22)は、配置対象部品の配置位置を現在の位置に決定・確定し、当該配置対象部品に係る情報(配置位置に係る情報を含む)を障害物管理テーブル37に登録する(ステップS34)。この後、処理部20は、ステップS13の処理に戻る。
領域合成フラグ(合成要)が設定されている場合(ステップS32のYESルート)、処理部20(チェック領域合成部23)は、当該領域合成フラグに対応する干渉チェック領域の合成を行なう(ステップS33)。そして、チェック領域合成部23は、合成された配置対象部品および配置済み部品に係る情報(配置位置に係る情報を含む)を、一つの干渉チェック領域(一のチェック領域)を設定された一つの配置済み部品として、障害物管理テーブル37に登録する(ステップS34)。この後、処理部20は、ステップS13の処理に戻る。
また、処理部20は、ユーザからの確定指示がない場合、もしくは、ユーザのマウス操作等によって確定しない旨の指示を受けた場合、今回の配置位置を配置対象部品の配置位置として確定しないと判断する(ステップS31のNOルート)。この後、処理部20は、部品配置位置を未確定とし(ステップS30)、ステップS16の処理に戻り、ユーザのマウス操作による配置対象部品の移動を継続させる。
〔6〕本実施形態の具体的な実施例
次に、上述のごとく構成され動作する本実施形態の情報処理装置10による、本実施形態の具体的な実施例(操作例,動作例)について、図10〜図22を参照しながら説明する。ただし、以下に説明する実施例では、所定要素が発熱量であり、各部品がBGAパッケージである場合について説明する。さらに、以下に説明する実施例では、各部品に、図5に示すような第1〜第3干渉チェック領域が設定され、第1〜第3干渉チェック領域のそれぞれに、図6に示すように、発熱量の許容値(MAX)15W,30W,40Wが設定されている場合について説明する。
〔6−1〕第1実施例
図10〜図12は、本実施形態による具体的な配置対象部品の配置位置決定手順の第1実施例を説明する図である。
第1実施例では、図10に示すように、発熱量10WのBGAパッケージ部品が配置済み部品として基板上に配置された状態で、発熱量5WのBGAパッケージ部品を、配置対象部品として新たに配置する場合について説明する。ただし、図10および図11では、配置対象部品および配置済み部品の第1干渉チェック領域に着目して説明する。
第1実施形態では、図10に示すように、ユーザのマウス操作等によって配置対象部品が矢印A11方向に移動される。そして、図11に示すように、配置済み部品の第1干渉チェック領域と配置対象部品の第1干渉チェック領域とが互いに重なり合う位置(干渉し合う位置)まで、配置対象部品を配置済み部品に近づけたとする。
このとき、配置済み部品の第1干渉チェック領域および配置対象部品の第1干渉チェック領域には、同じ要素(発熱量)について同一の許容値(MAX)15Wが設定されている。さらに、配置済み部品および配置対象部品は、配置済み部品の発熱量10Wと配置対象部品の発熱量5Wとの合計値である15Wの発熱量を有する部品群になる。そして、合計値15Wは、干渉し合う第1干渉チェック領域の許容値15W以下である。
したがって、図11に示す配置状態では、上述した所定条件(a1′)〜(a3′)が満足され、干渉チェックエラーが発生しないので、図11に示す配置状態で配置対象部品の配置位置を決定し配置を確定することができる。図11に示す配置状態で配置位置を確定すると、配置済み部品の第1干渉チェック領域と配置対象部品の第1干渉チェック領域とを合成することができる。そして、配置済み部品と配置対象部品との部品群は、合成された一つの第1干渉チェック領域(図12参照)を設定された一つの配置済み部品として登録することができる。
この時点で、図12に示すように、配置済み部品および配置対象部品に設定された第2干渉チェック領域および第3干渉チェック領域も、第1干渉チェック領域と同様に合成される。つまり、第2干渉チェック領域および第3干渉チェック領域は、それぞれ30Wおよび40Wまで許容することができる。配置済み部品および配置対象部品の発熱量の合計値15Wは、第2干渉チェック領域および第3干渉チェック領域の許容値30Wおよび40W以下である。
したがって、第2干渉チェック領域および第3干渉チェック領域のいずれについても、上述した所定条件(a1′)〜(a3′)が満足され、領域重複による干渉チェックエラーは発生しない。このため、第1干渉チェック領域と同様に、同じ要素の同じ許容値を有する領域どうしが重複することで、領域の合成が行なわれる。そして、配置済み部品と配置対象部品との部品群は、合成された一つの第2干渉チェック領域、および、同様に合成された一つの第3干渉チェック領域を設定された一つの配置済み部品として登録される。
〔6−2〕第2実施例
図13〜図15は、本実施形態による具体的な配置対象部品の配置位置決定手順の第2実施例を説明する図である。
第2実施例では、図12に示す配置状態、つまり、2つの部品を含む合計発熱量15Wの部品群が配置済み部品として基板上に配置された状態で、さらに、図13に示すように、別の発熱量10WのBGAパッケージ部品を、配置対象部品として新たに配置する場合について説明する。
第2実施例では、図13に示すように、ユーザのマウス操作等によって配置対象部品が矢印A12方向に移動される。そして、配置対象部品を発熱量合計値15Wの部品群に近づけると、まず配置対象部品の第3干渉チェック領域と部品群の第3干渉チェック領域とが干渉する。この時点で、第3干渉チェック領域内に含まれる部品群の発熱量合計値は25Wであり、第3干渉チェック領域の許容値40W以下であるので、干渉チェックエラーにはならず、配置対象部品の配置位置を決定し配置を確定することが可能である。
さらに、配置対象部品を発熱量合計値15Wの部品群に近づけると、図14に示すように、発熱量許容値30Wの第2干渉チェック領域どうしが干渉する。この時点で、第2干渉チェック領域内に含まれる部品群の発熱量合計値は25Wであり、第2干渉チェック領域の許容値30W以下であるので、干渉チェックエラーにはならず、配置対象部品の配置位置を決定し配置を確定することが可能である。
なお、さらに、配置対象部品を部品群に近づけると、発熱量許容値15Wの第1干渉チェック領域どうしが干渉する。この時点で、第1干渉チェック領域内に含まれる部品群の発熱量合計値は25Wであり、第1干渉チェック領域の許容値15Wを超えるので、干渉チェックでエラーが発生し、配置対象部品の配置を確定することはできない。
したがって、図14に示す配置状態で部品の配置を確定した場合、図15に示すように、第3干渉チェック領域どうしの合成が行なわれ、さらに、第3干渉チェック領域どうしの合成が行なわれる。
〔6−3〕第3実施例
図16〜図18は、本実施形態による具体的な配置対象部品の配置位置決定手順の第3実施例を説明する図である。
第3実施例では、図12に示す配置状態、つまり、2つの部品を含む合計発熱量15Wの部品群が配置済み部品として基板上に配置された状態で、さらに、図16に示すように、別の発熱量20WのBGAパッケージ部品を、配置対象部品として新たに配置する場合について説明する。
第3実施例では、図16に示すように、ユーザのマウス操作等によって配置対象部品が矢印A13方向に移動される。そして、配置対象部品を発熱量合計値15Wの部品群に近づけると、図17に示すように、配置対象部品の第3干渉チェック領域と部品群の第3干渉チェック領域とが干渉する。この時点で、第3干渉チェック領域内に含まれる部品群の発熱量合計値は35Wであり、第3干渉チェック領域の許容値40W以下であるので、干渉チェックエラーにはならず、配置対象部品の配置位置を決定し配置を確定することが可能である。
さらに、配置対象部品を発熱量合計値15Wの部品群に近づけると、発熱量許容値30Wの第2干渉チェック領域どうしが干渉する。この時点で、第2干渉チェック領域内に含まれる部品群の発熱量合計値は35Wであり、第2干渉チェック領域の許容値30Wを超えるので、干渉チェックでエラーが発生し、配置対象部品の配置を確定することはできない。
したがって、図14に示す配置状態で部品の配置を確定した場合、図18に示すように、第3干渉チェック領域どうしの合成が行なわれる。
〔6−4〕第4実施例
図19〜図21は、本実施形態による具体的な配置対象部品の配置位置決定手順の第4実施例を説明する図である。
第1〜第3実施例では、上述した所定条件(a1′)〜(a3′)に基づき干渉チェックを行なう場合、つまり同じ要素(属性)の同じ許容値を設定された干渉チェック領域どうしの干渉チェックを行なう場合について説明した。これに対し、第4実施例では、上述した所定条件(b1′)〜(b3′)に基づき干渉チェックを行なう場合、つまり一方の部品の干渉チェック領域と他方の部品の実装限界領域(占有領域)との干渉チェックを行なう場合について説明する。
第4実施例では、図10に示す第1実施例と同様、発熱量10WのBGAパッケージ部品が配置済み部品として基板上に配置された状態で、発熱量5WのBGAパッケージ部品を、配置対象部品として新たに配置する場合について説明する。
5Wの部品を、ユーザのマウス操作等によって配置済みの10Wの部品に近づけ、図10に示す位置から図19に示す位置まで移動した場合、配置済み部品の第3および第2干渉チェック領域と移動する5Wの配置対象部品の実装限界領域とが干渉し合う。このとき、発熱量合計値は、15Wであり、第3および第2干渉チェック領域の発熱量許容値40W以下であるため、配置済み部品の第3干渉チェック領域と配置対象部品の第3干渉チェック領域とは合成可能である。同様に、発熱量合計値15Wは、第2干渉チェック領域の発熱量許容値30W以下であるため、配置済み部品の第2干渉チェック領域と配置対象部品の第2干渉チェック領域とも合成可能である。
しかしながら、図19に示す5Wの配置対象部品の位置では、配置対象部品の実装限界領域と10Wの配置済み部品の第1干渉チェック領域とは干渉せず、同様に配置対象部品の第1干渉チェック領域と10Wの配置済み部品の実装限界領域とも干渉しない。このため、配置対象部品の第1干渉チェック領域と配置済み部品の第1干渉チェック領域とは合成されず、配置対象部品および配置済み部品は、それぞれ許容値15Wの第1干渉チェック領域を有し、第1干渉チェック領域について一の部品群として登録されることはない。
さらに、5Wの部品を、ユーザのマウス操作等によって配置済みの10Wの部品に近づけ、図19に示す位置から図20に示す位置まで移動した場合、配置対象部品の実装限界領域と10Wの配置済み部品の第1干渉チェック領域とが接し干渉し合う。このとき、発熱量合計値は、15Wであり、第1干渉チェック領域の発熱量許容値15W以下であるため、はじめて配置済み部品の第1干渉チェック領域と配置対象部品の第1干渉チェック領域とは合成可能になる。
このように干渉チェック領域と他方の部品の実装限界領域との干渉チェックを行なう場合に、図19に示す配置状態において、10Wの配置済み部品の左側に、さらに発熱量5Wの部品を図21に示すように配置したとする。図21に示す配置状態では、左側の5Wの部品も、右側の5Wの部品と同様、第1干渉チェック領域と実装制限領域とは干渉しない。このため、3つの部品の第1干渉チェック領域は合成されず、3つの部品は、それぞれ許容値15Wの第1干渉チェック領域を有し、第1干渉チェック領域について合計値20Wの一の部品群として登録されることはない。
〔6−5〕第5実施例
図22は、本実施形態による具体的な配置対象部品の配置位置決定手順の第5実施例を説明する図である。
ここまでは、属性値として発熱量をもつ部品を配置する場合について説明したが、第5実施例では、図3に示す部品属性ライブラリ34の部品型格DEFの部品のごとく、発熱量の無い、もしくはほとんど無い部品を配置する場合について説明する。このような部品としては、例えば、2端子チップコンデンサや、機構部品のコネクタが挙げられる。
例えば図18に示す配置状態において、発熱量の設定が無い2端子チップ部品(CHIP)を、配置対象部品として配置済みの10Wの部品に近づける。このとき、当該2端子チップ部品には、10Wの部品の第1〜3干渉チェック領域のそれぞれについてチェックすべき属性値の設定が無い。このため、当該2端子チップ部品は、干渉チェック領域によるチェック対象外になる。したがって、図22に示すように、当該2端子チップ部品については、10WのBGA近傍において実装限界領域どうしの干渉チェックでエラーが生じない位置まで近づけ、配置位置を確定することが可能である。
〔7〕本実施形態の効果
上述した本実施形態の部品配置機能有する情報処理装置10によれば、図4に示す部品形状ライブラリ35のごとく部品形状名と要素名とをキーにして部品毎に干渉チェック領域が関連付けられる。そして、部品の配置の際、同一要素についての同一許容値をもつ干渉チェック領域どうしが干渉する場合、当該部品の属性値と近傍部品の属性値との合計値が当該部品の干渉チェック領域の許容値以下であれば、当該干渉が許容され、干渉チェック領域どうしが合成される。
上述のように所定要素(属性)についての許容値を設定された干渉チェック領域を部品毎に設けることで、配置対象部品と近傍部品(隣接部品)との干渉チェックだけでなく、周囲の近傍部品の配置を考慮した干渉チェックが可能になる。これにより、基板上において周囲の複数の部品の配置を考慮して配置対象部品の配置位置を決定することができ、近傍部品の状況に応じて、新たに配置しようとする部品の干渉チェック領域に対するチェック判断が適切に行なわれ、高密度な部品配置設計が可能になる。
特に、既存の技術では、配置対象部品と近傍部品との干渉チェックは一対一で行なわれていた。これに対し、本実施形態では、配置対象部品の配置位置の決定に際し、直近の部品(隣接部品)だけでなく、熱,応力,電磁界などの要素(属性)に対する許容値を意識しながら周囲の複数の部品を含めた干渉チェックを行なうことができる。したがって、効率的に配置対象部品の配置作業を行なうことが可能になる。
〔8〕その他
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は、係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形、変更して実施することができる。
上述した実施形態では、所定要素が発熱量である場合について説明したが、所定要素は、これに限定されるものではなく、重量,電磁界等であってもよく、二以上の要素を組み合わせてもよい。例えば、二つの要素を組み合わせる場合、配置対象部品と近傍部品とについて、一つ目の要素についての許容値をもつ干渉チェック領域に基づく干渉チェックを行なうとともに、二つ目の要素についての許容値をもつ干渉チェック領域に基づく干渉チェックを行なう。そして、両方の干渉チェックで干渉チェックエラーが発生しなかった場合に、配置対象部品と近傍部品との干渉が許容され、干渉チェック領域が合成される。
また、本実施形態の情報処理装置10では、表示部50において、図10〜図28に示すような、基板上の部品配置状態を表示することが可能である。その際、表示部50において各部品の干渉チェック領域を表示するか否かを切り替えることが可能である。また、表示部50において、合成した合成チェック領域を表示するか否かを切り替えることで、合成チェック領域を表示する状態と合成チェック領域を表示せず各部品の干渉チェック領域を表示する状態とを切り替えることが可能である。さらに、表示部50において表示の反転切替を行なうことで、干渉チェック領域の無い領域を明示的に表示することが可能であり、これにより、基板上で部品配置可能な領域の状態を視認できるようになる。
さらに、上述した実施形態では、配置対象部品を他の部品の近傍に配置して干渉チェック領域どうしが干渉し合い合成される場合について説明した。これに対し、干渉チェック領域を合成された配置済みの部品群に属する一の部品を、干渉チェック領域を合成する際の手順とは逆の手順で、部品群の他の部品から遠ざけるように移動させ、干渉チェック領域どうしが干渉しない配置状態に戻すことも可能である。
〔9〕付記
以上の各実施形態を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)
基板上に複数の部品を配置する処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記複数の部品のうちの一の部品を配置する際に、前記一の部品に設定された第1チェック領域と前記一の部品の近傍における配置済み部品に設定された第2チェック領域との干渉状態をチェックし、
チェックされた当該干渉状態が所定条件を満たす場合、前記干渉状態を許容して前記一の部品の配置位置を決定し、
前記第1チェック領域と前記第2チェック領域とを合成し、合成されたチェック領域を、前記一の部品および前記配置済み部品について設定される一のチェック領域として用いる、
処理を前記コンピュータに実行させる、部品配置プログラム。
(付記2)
前記所定条件は、前記第1チェック領域と前記第2チェック領域とのそれぞれに対し、前記干渉状態を許容する所定要素について同一の許容値が設定され、且つ、前記第1チェック領域と前記第2チェック領域とが干渉し、且つ、前記一の部品の前記所定要素に係る第1属性値と前記配置済み部品の前記所定要素に係る第2属性値との合計値が前記同一の許容値以下である、ことである、付記1に記載の部品配置プログラム。
(付記3)
前記所定条件は、前記第1チェック領域と前記第2チェック領域とのそれぞれに対し、前記干渉状態を許容する所定要素について同一の許容値が設定され、且つ、前記第1チェック領域または前記第2チェック領域と前記一の部品の第1占有領域または前記配置済み部品の第2占有領域とが干渉し、且つ、前記一の部品の前記所定要素に係る第1属性値と前記配置済み部品の前記所定要素に係る第2属性値との合計値が前記同一の許容値以下である、ことである、付記1に記載の部品配置プログラム。
(付記4)
前記複数の部品のそれぞれについて複数のチェック領域が設定され、
前記複数のチェック領域のそれぞれに対し、前記所定要素についての異なる許容値が設定される、付記2または付記3に記載の部品配置プログラム。
(付記5)
前記所定要素は、各部品の発熱量、重量、電磁界のうちの少なくとも一つである、付記2〜付記4のいずれか一項に記載の部品配置プログラム。
(付記6)
基板上に複数の部品を配置する部品配置方法であって、
コンピュータが、
前記複数の部品のうちの一の部品を配置する際に、前記一の部品に設定された第1チェック領域と、前記一の部品の近傍における配置済み部品に設定された第2チェック領域との干渉状態をチェックし、
チェックされた前記干渉状態が所定条件を満たす場合、前記干渉状態を許容して前記一の部品の配置位置を決定し、
前記第1チェック領域と前記第2チェック領域とを合成し、合成されたチェック領域を、前記一の部品および前記配置済み部品について設定される一のチェック領域として用いる、部品配置方法。
(付記7)
前記所定条件は、前記第1チェック領域と前記第2チェック領域とのそれぞれに対し、前記干渉状態を許容する所定要素について同一の許容値が設定され、且つ、前記第1チェック領域と前記第2チェック領域とが干渉し、且つ、前記一の部品の前記所定要素に係る第1属性値と前記配置済み部品の前記所定要素に係る第2属性値との合計値が前記同一の許容値以下である、ことである、付記6に記載の部品配置方法。
(付記8)
前記所定条件は、前記第1チェック領域と前記第2チェック領域とのそれぞれに対し、前記干渉状態を許容する所定要素について同一の許容値が設定され、且つ、前記第1チェック領域または前記第2チェック領域と前記一の部品の第1占有領域または前記配置済み部品の第2占有領域とが干渉し、且つ、前記一の部品の前記所定要素に係る第1属性値と前記配置済み部品の前記所定要素に係る第2属性値との合計値が前記同一の許容値以下である、ことである、付記6に記載の部品配置方法。
(付記9)
前記複数の部品のそれぞれについて複数のチェック領域が設定され、
前記複数のチェック領域のそれぞれに対し、前記所定要素についての異なる許容値が設定される、付記7または付記8に記載の部品配置方法。
(付記10)
前記所定要素は、各部品の発熱量、重量、電磁界のうちの少なくとも一つである、付記7〜付記9のいずれか一項に記載の部品配置方法。
(付記11)
基板上に複数の部品を配置する情報処理装置であって、
処理部と記憶部とを有し、
前記処理部は、
前記複数の部品のうちの一の部品を配置する際に、前記一の部品に設定された第1チェック領域と、前記一の部品の近傍における配置済み部品に設定された第2チェック領域との干渉状態をチェックし、
チェックされた前記干渉状態が所定条件を満たす場合、前記干渉状態を許容して前記一の部品の配置位置を決定し、
前記第1チェック領域と前記第2チェック領域とを合成し、合成されたチェック領域を、前記一の部品および前記配置済み部品について設定される一のチェック領域として用いる、情報処理装置。
(付記12)
前記所定条件は、前記第1チェック領域と前記第2チェック領域とのそれぞれに対し、前記干渉状態を許容する所定要素について同一の許容値が設定され、且つ、前記第1チェック領域と前記第2チェック領域とが干渉し、且つ、前記一の部品の前記所定要素に係る第1属性値と前記配置済み部品の前記所定要素に係る第2属性値との合計値が前記同一の許容値以下である、ことである、付記11に記載の情報処理装置。
(付記13)
前記所定条件は、前記第1チェック領域と前記第2チェック領域とのそれぞれに対し、前記干渉状態を許容する所定要素について同一の許容値が設定され、且つ、前記第1チェック領域または前記第2チェック領域と前記一の部品の第1占有領域または前記配置済み部品の第2占有領域とが干渉し、且つ、前記一の部品の前記所定要素に係る第1属性値と前記配置済み部品の前記所定要素に係る第2属性値との合計値が前記同一の許容値以下である、ことである、付記11に記載の情報処理装置。
(付記14)
前記複数の部品のそれぞれについて複数のチェック領域が設定され、
前記複数のチェック領域のそれぞれに対し、前記所定要素についての異なる許容値が設定される、付記12または付記13に記載の情報処理装置。
(付記15)
前記所定要素は、各部品の発熱量、重量、電磁界のうちの少なくとも一つである、付記12〜付記14のいずれか一項に記載の情報処理装置。
10 コンピュータ(部品配置機能を有する情報処理装置)
11 プロセッサ(処理部)
12 RAM(記憶部)
13 HDD(記憶部)
14 グラフィック処理装置
14a モニタ(表示部)
15 入力インタフェース
15a キーボード(入力部)
15b マウス(入力部)
16 光学ドライブ装置
16a 光ディスク
17 機器接続インタフェース
17a メモリ装置
17b メモリリーダライタ
17c メモリカード
18 ネットワークインタフェース
18a ネットワーク
19 バス
20 処理部
21 干渉チェック判定部
22 配置位置決定部
23 チェック領域合成部
30 記憶部(データベース部)
31 ネット接続テーブル
32 部品配置テーブル
33 基板形状ライブラリ
34 部品属性ライブラリ
35 部品形状ライブラリ(干渉チェック領域定義部)
36 占有領域制御テーブル
37 障害物管理テーブル
40 入力部
50 表示部
C 配線基板(基板,プリント基板)
C0 コネクタ
C1〜C4 能動部品
C5〜C9 受動部品

Claims (7)

  1. 基板上に複数の部品を配置する処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
    前記複数の部品のうちの一の部品を配置する際に、前記一の部品に設定された第1チェック領域と、前記一の部品の近傍における配置済み部品に設定された第2チェック領域との干渉状態をチェックし、
    チェックされた前記干渉状態が所定条件を満たす場合、前記干渉状態を許容して前記一の部品の配置位置を決定し、
    前記第1チェック領域と前記第2チェック領域とを合成し、合成されたチェック領域を、前記一の部品および前記配置済み部品について設定される一のチェック領域として用いる、
    処理を前記コンピュータに実行させる、部品配置プログラム。
  2. 前記所定条件は、前記第1チェック領域と前記第2チェック領域とのそれぞれに対し、前記干渉状態を許容する所定要素について同一の許容値が設定され、且つ、前記第1チェック領域と前記第2チェック領域とが干渉し、且つ、前記一の部品の前記所定要素に係る第1属性値と前記配置済み部品の前記所定要素に係る第2属性値との合計値が前記同一の許容値以下である、ことである、請求項1に記載の部品配置プログラム。
  3. 前記所定条件は、前記第1チェック領域と前記第2チェック領域とのそれぞれに対し、前記干渉状態を許容する所定要素について同一の許容値が設定され、且つ、前記第1チェック領域または前記第2チェック領域と前記一の部品の第1占有領域または前記配置済み部品の第2占有領域とが干渉し、且つ、前記一の部品の前記所定要素に係る第1属性値と前記配置済み部品の前記所定要素に係る第2属性値との合計値が前記同一の許容値以下である、ことである、請求項1に記載の部品配置プログラム。
  4. 前記複数の部品のそれぞれについて複数のチェック領域が設定され、
    前記複数のチェック領域のそれぞれに対し、前記所定要素についての異なる許容値が設定される、請求項2または請求項3に記載の部品配置プログラム。
  5. 前記所定要素は、各部品の発熱量、重量、電磁界のうちの少なくとも一つである、請求項2〜請求項4のいずれか一項に記載の部品配置プログラム。
  6. 基板上に複数の部品を配置する部品配置方法であって、
    コンピュータが、
    前記複数の部品のうちの一の部品を配置する際に、前記一の部品に設定された第1チェック領域と、前記一の部品の近傍における配置済み部品に設定された第2チェック領域との干渉状態をチェックし、
    チェックされた前記干渉状態が所定条件を満たす場合、前記干渉状態を許容して前記一の部品の配置位置を決定し、
    前記第1チェック領域と前記第2チェック領域とを合成し、合成されたチェック領域を、前記一の部品および前記配置済み部品について設定される一のチェック領域として用いる、部品配置方法。
  7. 基板上に複数の部品を配置する情報処理装置であって、
    処理部と記憶部とを有し、
    前記処理部は、
    前記複数の部品のうちの一の部品を配置する際に、前記一の部品に設定された第1チェック領域と、前記一の部品の近傍における配置済み部品に設定された第2チェック領域との干渉状態をチェックし、
    チェックされた前記干渉状態が所定条件を満たす場合、前記干渉状態を許容して前記一の部品の配置位置を決定し、
    前記第1チェック領域と前記第2チェック領域とを合成し、合成されたチェック領域を、前記一の部品および前記配置済み部品について設定される一のチェック領域として用いる、情報処理装置。
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