JPH0147819B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の技術分野 本発明は部品自動配置装置、特にプリント板
（PWB）等の基板板上に大きさの異なる種々の部
品を最適にかつ高速に配置する部品自動配置処理
装置に関するものである。

(2) 従来技術と問題点 最近、例えば規格の定まつたプリント板上に各
種電子部品の配置設計を行う場合に、コンピユー
タを利用することが多くなつてきている。従来、
コンピユータを利用した部品配置処理方式とし
て、処理の高速化を図るために、次のような方式
が採用されていた。

その第１は、いわゆる標準ロケシヨン配置方式
と呼ばれるもので、IC等のデイジタル部品を対
象に標準となる部品配置位置を予め決定しておく
方式である。この方式には、特に柔軟性に欠ける
という問題がある。また、第２の方式として、コ
ンピユータによる配置処理の段階で、部品の多少
の重なりが生じても、それを無視して配置を決定
し、その後人手によつて配置修正を行う方式が用
いられている。この方式によれば、部品がプリン
ナ板の枠からはみ出るなどして、どうしても部品
の重なりを修正できないことがあり、やり直しが
必要となることがある。他の方式として、部品数
の多いもの、またはサイズの大きいものだけを対
象に自動配置を行い、残りを人手によつて配置す
る方式も用いられているが、人手によつて配置す
る部分については、勘に頼らざるを得ないという
欠点がある。

また、上記各方式に共通する大きな欠点とし
て、人手を必要とするため、処理の高速化に限界
があること、および配置結果治が必ずしも最適な
ものとは言えないことがある。

(3) 発明の目的と構成 本発明は上記問題点の解決を図り、必要最小限
の情報を与えただけで、高速にかつ最適に部品の
配置を決定する装置を提供することを目的として
いる。そのため、本発明の部品自動配置処理装置
は、基板の決められた枠内に、与えられた部品の
配置設計を行う部品自動配置処理装置において、
上記基板および上記部品に関する情報を配置すべ
き位置を表わす最小単位となる配置格子最小間隔
に基づいてデイジタル化して記憶する記憶手段
と、所定の配置順番に基づいて次に配置すべき部
品を選択する選択手段と、該選択手段によつて選
択された注目部品を配置する前の上記基板の空状
態を上記記憶手段に設定された情報をもとに調
べ、当該基板に既に配置された部品の占める空間
を除いた残りの空スペースから当該基板上のそれ
ぞれの位置における最大となる種々の矩形領域を
抽出する基板スペーイング手段と、上記抽出され
た各矩形領領域毎に上記注目部品についての配置
可能な位置を決定する決定手段と、該決定手段に
よつて決定された配置可能位置のそれぞれに対し
上記注目部品を配置した場合の配置コストを演算
する演算手段と、該演算手段による演算結果に基
づいて最小となる配置コストの上記配置可能位置
に当該注目部品を配置する配置手段とをそなえた
ことを特徴としている。以下図面を参照しつつ実
施例に従つて説明する。

(4) 発明の実施例 第１図は本発明の一実施例構成、第２図は本発
明の一実施例動作説明図、第３図は基板および部
品に関する情報の説明図、第４図は選択部の処理
例を説明するための図、第５図は基板スペースイ
ング部の処理例を説明するための図、第６図は配
置可能位置決定部の処理例を説明するための図、
第７図は、第６図に対応したテーブル構成例説明
図、第８図は配置部の処理例を説明するための図
を示す。

図中、１は入力部、２は実行制御部、３は出力
部、４は選択部、５は基部スペースイング部、６
は配置可能位置決定部、７はコスト演算部、８は
配置部、９は記憶部、１０は部品テーブル、１１
は基板スペーステブル、１２−１〜１２−ｎは配
置可能テーブルを表わす。

第１図において、入力部１は、例えばカード・
リーダや磁気デイスク装置時の入出力装置から、
プリント板等の基板に関する情報およびその基板
に配置すべき部品の、種類、数量、サイズ、接続
情報等についての情報を、実行制御部２の制御の
もとに入力し、記憶部９にデイジタル情報として
格納するものである。

実行制御部２は、予め定められた命令をフエツ
チして実行することによつて、入力部１、出力部
３、選択部４、基板スペースイング部５、配置可
能位置決定部６、コスト演算部７、および配置部
８をコントロールするものである。

出力部３は、例えばラインプリンタやデイスプ
レイ装置等の出力装置に、基板上に部品を配置し
た処理結果を、記憶部９から読み出して、出力す
るものである。

選択部４は、入力部１の入力処理後に起動さ
れ、記憶部９に記憶された部品に関する情報に基
づいて、部品の配置順序を、例えば全部品につい
てサイズの大きいものから小さいものへとソーテ
イングし、その順番に従つて次に配置すべき部品
を決定して、選択するものである。同一サイズの
部品については、例えば先に配置決定された部品
との接続関係が密接なものが、優先的に選択され
る。

基板スペースイング部５は、記憶部９の特に基
板スペーステーブル１１を参照、更新するもので
あつて、後に第５図を参照して記述する如く、基
板上の空スペースから、可能な限りの種々の最大
矩形領域を抽出するものである。

配置可能位置決定部６は、選択部４が選択した
現在の処理対象の注目部品について、その注目部
品を上記抽出された最大矩形領域の各々について
どのように配置したならば、もつとも数多く配置
できるかを調べ、注目部品の配置可能な位置を決
定するものである。詳細は、第６図を参照して後
述される。

コスト演算部７は、配置可能位置決定部６が決
定した注目部品の配置可能な位置の１つ１つにつ
いて、注目部品を配置した場合の配置コストを演
算するものである。配置コストは、例えば既に配
置された部品との配線長および後に配置される部
品との平均予想配線長等が考慮される。

配置部８は、コスト演算部７の演算結果に従つ
て、最小の配置コストとなる配置可能位置に処理
対象の注目部品を配置し、その配置情報すなわち
配置可能位置の座標を部品テーブル１０に設定す
るものである。

記憶部９は、主メモリまたは磁気デイスク装置
等の外部記憶装置であつて、その中に部品に関す
る情報が設定される部品テーブル１０、基板の空
スペースについて情報が設定される基板スペース
テーブル１１および配置可能位置決定部６によつ
てダイナミツクに作成される配置可能テーブル１
２−１〜１２−ｎが設けられる。

次に、第２図に従つて、本実施例の動作および
詳細な処理内容について説明する。

入力部１に対して、基板および部品に関する情
報が入力されると、入力部１は第２図図示処理２
０によつて、それらの配置情報をデイジタル化し
て、部品テーブル１０、基板スペーステーブル１
１に設定する。このデイジタル化は、例えば３図
図示の如く、部品の配置すべき位置を表わす最小
単位となる配置格子最小間隔に基づいて行われ、
基板サイズおよび各部品サイズは、この配置格子
最小間隔に基準して表わされる。基板３０上の位
置は、配置格子最小間隔を１座標単位とするＸ−
Ｙ座標によつて表わされ、例えば基板３０の左上
角が原点（０、０）とされ、左下角が基板サイズ
の（ａ、ｂ）とされる。なお、矩形でない部品に
ついては、それに外接する矩形の形状をもつ部品
として、処理される。基板スペーステーブル１１
には、基板の該スペースについての情報として、
例えば矩形状空スペースの左上座標（X1、Y1）、
および右下座標（X2、Y2）が対になつて設定さ
れるが、最初の未配置の状態では、第３図図示基
板スペーステーブル１１の如く設定されることと
なる。部品テーブル１０には、各部品毎に部品番
号、部品サイズ、接続数、および配置位置が決定
した場合の座標情報等の格納領域が設けられ、入
力データが該当する領域に設定される。

入力部１の入力処理が終了すると、実行制御部
２によつて選択部４が起動される。選択部４は、
まず第２図図示処理２１によつて、部品の配置順
番の決定を行う。部品の配置順番は、例えば第４
図図示の如く、部品のサイズの大きいものからら
小さいものの順に処理されるように決定される。
一般にサイズの大きなものほど、配置が困難とな
りやすいので、この順番は好結果を生むことが多
い。なお、外部からの指示によつて、配置順番の
指定・変更ができるようにしてもよい。配置順番
が決定したならば、その順番に従つて、部品テー
ーブル１０の部品情報のソーテイングを行い、例
えば大きいものの順に部品が並べられるようにす
る。なお、同一サイズのものについては、接続数
についても考慮され、接続数の多いものの順に並
べられる。次に処理２２によつて、未処理部品が
存在するかどうかを判定する。この判定は、図示
省略した内部ポインタが部品テーブル１０の最終
アドレスををポイントしているかどうかによつて
判断される。最初はすべての部品が未処理部品で
あり、内部ポインタは部品テーブル１０の先頭を
ポイントしている。そして、各部品が処理される
毎に、この内部ポインタは、次の部品をポイント
するように更新される。未処理部品が存在すれ
ば、基板スペースイング部５が起動される。

基板スペースイング部５は、第５図図示処理２
３によつて、基板のスペースイング処理を実行す
る。このスペースイング処理は、第５図図示の如
く、基板３０の既に配置された部品の占有するス
ペースを除いた空スペースについて、その中の任
意の点を含む矩形の領域であつた最大なものを、
抽出するものである。第５図の例では、Ｒ１から
Ｒ４までの４個の空矩形領域が抽出されることと
なる。こうして抽出された空矩形領域の情報は、
第７図に示されるように、基板スペーステーブル
１１に設定される。

次に、配置可能位置決定部６が起動される。配
置可能位置決定部６は、第２図図示処理２４によ
つて、注目部品に対する上記各空矩形領域上にお
ける配置可能位置を決定する。例えば、第６図図
示の如く、注目部品Pnが図示のサイズを有する
とすれば、その大きささでもつて、各矩形領域Ｒ
１〜Ｒ４を分割し、各々について最大個数の注目
部品Pnを並べることができるように配置可能位
置を決定する。このとき、部品および領域は、す
べて矩形で取扱われているため、部品を斜めに配
置するようなことは考慮する必要がない。こうし
て決定された配置可能位置Ｓ１１〜Ｓ４２に関す
る情報は、第７図図示の如く、配置可能テーブル
１２−１，１２−２，……に設定される。

配置可能テーブル１２−１，…が作成される
と、コスト演算部７が呼び出される。コスト演算
部７は、第２図図示処理２５によつて、配置可能
位置がまだ存在するかどうかを判定する。最初は
存在するはずであるから、配置可能テーブル１２
−１の先頭から、順次配置可能位置情報を読み出
し、処理２６によつて、配線長等を考慮し、配置
コストを演算する。１つの配置可能位置について
のコスト計算が終了したならば、また処理２５に
戻り、同様に処理を繰返す。すべての配置可能位
置についてのコスト計算が終了したならば、制御
を配置部８に移行する。

配置部８は、処理２７によつて、コスト演算部
７の演算結果をもとに、配置コストが最小となる
配置可能位置を決定し、注目部品をその配置可能
位置に配置する。例えば、最小コストの配置可能
位置が第６図図示Ｓ２６であれば、第８図図示も
如く、基板３０にその位置を確保し、部品テーブ
ル１０の当該注目部品のエントリは、その位置情
報を設定する。そして、部品テーブル１０へのポ
インタを次の部品エントリに更新し、選択部４の
処理２２へ制御を戻す。

同様にすべての部品について、処理２２から処
理２７までを繰返す。処理２２による判定の結
果、すべての部品についての処理が終了したこと
を認知したならば、出力部３の出力処理２８へ制
御を移し、部品テーブル１０に設定された配置結
果を出力し、処理を終了する。

なお、基板上の配置位置が固定化されているよ
うな部品がある場合には、入力部１に対し基板情
報または部品情報を与えるときに、予めその配置
位置について、除外した情報を与えるようにすれ
ば、残りの部品についての配置が同様に自動的に
なされることになる。

(5) 発明の効果 以上説明した如く本発明によれば、基板上への
大きさの異なる部品の配置を完全自動化して、高
速に処理することが可能となる。また、各部品間
の接続配接等による配線コストについても、良好
なものを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例構成、第２図は本発
明の一実施例動作説明図、第３図は基板および部
品に関する情報の説明図、第４図は選択部の処理
例を説明するための図、第５図は基板スペースイ
ング部の処理例を説明するための図、第６図は配
置可能位置決定部の処理例を説明するための図、
第７図は第６図に対応したテーブル構成例説明
図、第８図は配置部の処理例を説明するための図
を示す。 図中、１は入力部、２は実行制御部、３は出力
部、４は選択部、５は基板スペースイング部、６
は配置可能位置決定部、７はコスト演算部、８は
配置部、９は記憶部、１０は部品テーブル、１１
は基板スペーステーブル、１２−１〜１２−ｎは
配置可能テーブルを表わす。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基板の決められた枠内に、与えられた部品の
   配置設計を行う部品自動配置処理装置において、
   上記基板および上記部品に関する情報を配置すべ
   き位置を表わす最小単位となる配置格子最小間隔
   に基づいてデイジタル化して記憶する記憶手段
   と、所定の配置順番に基づいて次に配置すべき部
   品を選択する選択手段と、該選択手段によつて選
   択された注目部品を配置する前の上記基板の空状
   態を上記記憶手段に設定された情報をもとに調
   べ、当該基板に既に配置された部品の占める空間
   を除いた残りの空スペースから当該基板上のそれ
   ぞれの位置における最大となる種々の矩形領域を
   抽出する基板スペースイング手段と、上記抽出さ
   れた各矩形領域毎に上記注目部品についての配置
   可能な位置を決定する決定手段と、該決定手段に
   よつて決定された配置可能位置のそれぞれに対し
   上記注目部品を配置した場合の配置コストを演算
   する演算手段と、該演算手段による演算結果に基
   づいて最小となる配置コストの上記配置可能位置
   に当該注目部品を配置する配置手段とをそなえた
   ことを特徴とする部品自動配置処理装置。