JPH01137373A - 自動配線方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要］ 配線区間の径路を決定する自動配線方式に関し、配線パ
ターンの交差を認めて配線処理を行った後、この交差を
なくするように繰り返し配線処理を行って全体の配線コ
ストを最小限にすると共に自動配線率を向上させること
を目的とし、指定された負荷係数に対応する径路の交差
を含めた配線コストを算出し、この配線コストの小さい
径路を探索する径路探索部と、この径路探索部によって
探索された径路と交差するネットに対して交差する旨を
通知する交差メツセージ送信部と、当初指定した負荷係
数を変更する負荷係数変更部とを備え、この負荷係数変
更部によって変更された負荷係数に対応して、上記径路
探索部によって配線コストを小さくする径路を繰り返し
探索して径路を決定するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、プリント基板やＬＳＩにおける配線処理を電
子計算機を用いて自動設計する自動配線方式に関するも
のである。

〔従来の技術〕

プリン）５仮やＬＳＩは、同電位となるべき端子対を、
他の電位となる端子対に対して交差することなく、相互
に配線する必要がある。

従来の代表的な配線手法として、迷路法がある。

この迷路法は、第５図に示すように、５ｕｉ、ｌｌ上を
メツシュ状に分割し、端子対を構成する各点例えば点“
Ａ”から相手の点“Δ゛までメツシュ毎にラベリングを
順次行い、互いのラベリングが同じ点で行われた時に、
径路を決定するものである。

具体的にｇえば、第５図図中に示すように、第１に点“
Ａ”を中心に上下および左右に“１”を付し、第２にこ
の付した“ｌ”の点を中心に障害物を避けて上下および
左右に“２”を付す、第３にこの付した２”の点を中心
に上下および左右に障害物を避けて“３”を付す時に、
２つの点“八”からのものが例えば図中（イ）に示す点
で相互に１■なる。この（イ）の点を通る径路が、求め
る配線となる。そして、−旦求めた径路上のメツシュは
、その他の端子対にとって使用禁止（障害物）とする、
このように、端子対毎に径路を次々と決定していく方式
は、既存パターンが後の配線の障害物となるため、最終
的に配線不能区間が発生するのを避けることが困難とな
ってしまうという問題点があった。また、従来の迷路法
などは、各端子対の径路決定において、配線長が短くか
つビア数（基板の層間を接続する４電性の穴）が少なく
なる最小コストの径路を探索して決定していたが、既配
線パターンを障害物として取り扱っていたため、配線全
体としてのコストが必ずしも最小にはならないという問
題点があった。更に、従来は、既配線パターンを障害物
として扱っていたため、後から配線される端子対はど既
配線パターンの影響を受けて迂回する現象が多く見られ
、配線順序が配線コストに大きく依存してしまうという
問題点があった。

本発明は、配線パターンの交差を認めて配線処理を行っ
た後、この交差をなくするように繰り返し配線処理を行
って全体の配線コストを最小限にすると共に自動配線率
を向上させることを目的としている。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 第１図を参照して問題点を解決するだめの手段を説明す
る。

第１図において、初期化部１は、初期化情報（例えば負
荷係数の初期値など）を設定するものである。

径路探索部２は、指定された負荷係数のもとで、最小の
配線コストとなる径路を探索するものであ゛る。

交差メツセージ送信部３は、径路が交差する場合に交差
する相手のネット（配線）に対してこの旨を通知するも
のである。

負荷係数変更部４は、負荷係数の値を順次太きく設定し
て径路探索部２に通知し、次第に交差の数を少なくさせ
るものである。

〔作用〕

本発明は、第１図に示すように、初期化部１が当初負荷
係数を所定の初期値に設定し、径路探索部２がこの設定
された負荷係数のもとて配線コストが小さくなる交差を
許した径路を探索して見つけ、この際、径路が交差する
場合には、交差メツセージ送信部３が交差する相手のネ
ットにこの交差する旨を通知するようにする。次に、負
荷係数変更部４が交差が配線コストに含まれるように負
荷係数を設定し、再度、径路探索部２が配線コストが小
さくなる径路を見つけ、交差する場合にはその旨を交差
メツセージ送イ３部３が交差する相手のネ７）に通知す
る０以上の掻作を繰り返し行い、交差数が最小となる時
の径路を求める。

従って、当初交差を認めた態様で配線コストが小さくな
る径路を見つけ、次に交差が配線コストに含まれるよう
に負荷係数を順次大きく設定して配線コストが小さくな
る径路を繰り返し探索することにより、配線（ネット）
の全体を考慮して配線コストが小さくなる径路を求める
ことが可能となると共に、自動配線率を高めることが可
能となる。

〔実施例〕

まず、第２図を用いて交差例（十字クロスおよびオーバ
ラップ）について説明する。

第２図（ａｌは、十字クロスを示す。この十字クロスは
、同一の層中で径路が十字状にクロスする交差である。

この交差を回避するためには、交差する相手の端子を迂
回などするように径路を設ける必要があり、籠単には回
避し難い交差の種類である。

第２図（ｂｌは、オーバラップを示す。このオーバラッ
プは、径路が平行に重なったものであって、いずれかの
径路を平行移動させることにより、容易に交差を回避し
得る種類の交差である。

次に、第１図を用いて本発明の１実施例の構成を説明す
る。

第１図において、初期化部１は、径路の配線コストを算
出するための負荷係数の初期値を設定するものである。

当初は、第２図を用いて説明した交差（十字クロスおよ
びオーバラップ）が配線コストに含まれないように、負
荷係数Ｔ−０（十字クロスに対するもの）およびδ＝Ｏ
（オーバラップに対するもの）と設定する。これにより
、当初、径路探索部２によって交差を認めた態様で配線
コストを最小とする径路が探索される。

径路探索部２は、設定された負荷係数のもとで、指定さ
れた端子座標間の配線（ネット）が最小の配線コストと
なる径路を探索して求めるものである。配線コストは、
下式（１１に示すコスト関数ｆによって算出される。

ｒ＝α×配線長＋β×ビア数＋γ×十字クロスり＋δ×
オーバラップ数・・・・・・・・・ｉｌ＋ここで、α、
β、γ、δは各要素に対する負荷係数を表し、配線長は
ネットの総配線長さ（総径路長さ）、とア数は配線層を
変えるためのピアホールの数を表し、十字クロス数は第
２図（ａｌに示すように径路が十字上に交差する数を表
し、オーバラップ数は第２図（ｂ）に示すように径路が
平行状態にオーバラップする数を表す。

交差メツセージ送（ｇ部３は、径路探索部２が、設定さ
れた負荷係数のもとで式（１）の値ｒを最小とする径路
を探索して見つけ出した時に、他の径路と交差した場合
にその旨を交差した相手先のネットに通知するものであ
る。

負荷係数変更部４は、負荷係数を変更するものである。

次に、第３図フローチャートに示す手順に従って、第４
図［ａｌから＋１１４）を用いて第１図構成の動作を順
次詳細に説明する。

第３図において、図中■は、前処理を・行う状態を示す
、これは、第４図（ａｌに示すように、端子Ａ一端子Ａ
を結ぶ径路をネットＷＡ、端子Ｂ一端子Ｂを結び径路を
ネソ）Ｗｍ、端子Ｃ一端子Ｃを結ぶ径路をネットＷ、と
し、ネットＷＡ、Ｗｌ　、ｗ。の順序に配線を行うよう
に設定すること、および配線コストを算出するための負
荷係数γ−〇（十字クロスを配線コストに算入しないこ
とを意味している）、δ−０（オーバラップを配線コス
トに算入しないことを意味している）を初期値として設
定などすることを意味している。

図中■は、径路探索を行う状態を示す、これは、例えば
第４図＋８１のネットに対して、図中■などで設定され
た負荷係数のもとで、配線コストが最小となる径路を探
索して見つけることを意味している。

図中■は、交差メツセージ送信を行う状態を示す、これ
は、図中■で見つけた径路が、他の径路と交差している
場合にこの交差している旨を相手のネットに通知するこ
とを意味している。

図中■は、負荷係数を変更する状態を示す、これは、図
中■で当初設定した負荷係数γ−δ＝０の値を例えば負
荷係数γ−１、δ−０などのように順次交差が配線コス
トに含まれるように変更し、交差の数が減るようにする
ことを意味している。

以上の図中■から■の手順を、第４図本発明に係わる具
体例に対して適用した流れを以下順次詳細に説明する。

第１に、図中■で設定した負荷係数（Ｔ−δ−〇）を式
＋１１に代入して下式（２）を求め、図中■でこの式（
２）の値が最小となる径路例えば第４図（ｂｌに示す径
路を探索して見つけることを意味している。

ｒ−α×配線長＋β×ビア数・・・・・・・・（２）こ
の第４図Ｔｂ）に示す状態では、３本の配線（ネッＩ−
）が十字クロスして配線される。この旨は、図中■で第
１図交差メツセージ送（３部３によって交差する相手の
ネットに第４図Ｔｏｌの右端の表中に示すように通知さ
れる。第４図（ｂ１表中の（ロ）は、ネットＷ、がネッ
トＷａ　、Ｗｃと十字クロスしていることを表す、（ハ
）はネットＷ、がネットＷ、と十字クロスしていること
を表す、（ニ）はネットＷｃが十字クロスしているネッ
トかないことを表す（空集合で表す）。

第２に、再度図中■の径路探索を行う０本実施例の場合
には、第１のステップによって第４図（ｂｌの右端の表
中に示すように、ネッＩ’ＷＡに対しては、ネッｌ−Ｖ
ｌ／＋＋　、Ｗｃと十字クロスしている旨が届いている
ので、これらの十字クロスを回避して配線長およビア数
が同じ（即ち配線コストが同じ）径路を、第４図（Ｃ１
に示すように探索して求める。同様に、ネットＷ、に対
しては、ネットＷｅと十字クロスしている旨が届いてい
るので、この十字クロスを回避して配線長およびビア数
が同じ径路を、第４図（Ｃ１に示すように探索して求め
る。

ネットＷｃに対しては、十字クロスしている旨が届いて
いないので、前回の第４図（ｂｌに示す径路のままにし
ておく。

以上の手順によって、式（２）による配線コストが最小
となり、かつ十字クロスの数が少な（なる径路が決定さ
れることとなる。

第３に、図中■で負荷係数の変更、即ち例えば負荷係数
Ｔ＝正の値（例えば１）、δ−０と設定する。そして、
図中■で設定した負荷係数（ｙ＝正の値、δ−〇）を式
（１）に代入して下式（３）を求め、図中■で第４図Ｔ
Ｏ）に対して式（３）の値が最小となる径路例えば第４
図（ｄｌに示す径路を探索して見つける。具体的に言え
ば、第４図ｆｃｌの右端の表中の（ホ）を用いて示すよ
うに、ネットＷＡがネットＷ、に十字クロスしているの
で、これを回避するように第４図［ｄｌのネットＷＡに
示す径路を探索して見つける。他のネットＷｗ　、Ｗ、
については、十字クロスが発生していないので、前回の
ままと決定する。この際、第４図（ｄｌの右端の表中の
（へ）に示すように、オーバラップした旨を図中■でネ
ットＷ、に通知する。

ｆ・α×配線長＋β×ビア数十γ×十字クロス数・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）第４に、
図中■で負荷係数の変更、即ち例えば負荷係数γ−正の
（ｉｆｆ　（例えば１）、δ−正の値（例えばｌ）と設
定する。そして、図中■で第４図（ｄｌに対して式Ｔｌ
＋の値が最小となる径路例えば第４図（ｅｌに示す径路
を探索して見つける。具体的に言えば、第４図＋ｄ）の
右端の表中の（へ）を用いて示すように、ネットＷ、が
ネットＷＡに対してオーバラップしているので、これを
回避するように第４図（（１）のネットＷ１に示すよう
に径路を下方向に１トレースだけ移動させる。他のネッ
トＷＡ、Ｗ、についてオーバランプが発生していないか
ら前回のままと決定する。

以上の匿作によって、当初十字クロスおよびオーバラン
プを配線コストに算入させない態様で配線コストが最小
となる径路を見つけ、次に十字り１コ奪スを配線コスト
に含めた態様で配線コストが最小となる径路を見つけ、
更にオーバラップを配線コストに含めた態様で配線コス
トが最小となる径路を見つけることにより、配線（ネッ
ト）の全体を考慮して配線コストが最小となる径路を見
つけることが可能となる。

第３図図中■は、終了処理を行う状態を示す。

これは、以上説明した艮作によって、最後まで交差が解
消されない端子対が存在した時に、この端子対（ネット
）を未配線として削除することを意味している。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、当初交差を認め
た態様で配線コストが小さくなる径路を見つけ、次に交
差が配線コストに含まれるように負荷係数を順次大きく
するように設定して配線コストが小さくなる径路を繰り
返し探索して求める構成を採用しているため、配線（ネ
ット）の全体を考慮して配線コストが小さくなる径路を
求めることができると共に、自動配線率を高めることが
できる。これにより、集積回路のレイアウト設定に必要
とされる設計時間を大幅に短縮することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施碗構成図、第２図は交差例、第
３図は本発明の動作説明フローチャート、第４図は本発
明の詳細な説明図、第５図は従来の迷路法によるラベリ
ング説明図を示す。 図中、１は初期化部、２は径路探索部、３．は交差メツ
セージ送信部、４は負荷係数変更部を表す。 姻　Ｃす Ａ（全日月の勧イ乍説明７０−ナヤート方　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 配線区間の径路を決定する自動配線方式において、 指定された負荷係数に対応する径路の交差を含めた配線
   コストを算出し、この配線コストの小さい径路を探索す
   る径路探索部（２）と、 この径路探索部（２）によって探索された径路と交差す
   るネットに対して交差する旨を通知する交差メッセージ
   送信部（３）と、 当初指定した負荷係数を変更する負荷係数変更部（４）
   とを備え、 この負荷係数変更部（４）によって変更された負荷係数
   に対応して、上記径路探索部（２）によって配線コスト
   を小さくする径路を繰り返し探索して径路を決定するよ
   うに構成したことを特徴とする自動配線方式。