JPH02126368A

JPH02126368A - 接続経路探索方法

Info

Publication number: JPH02126368A
Application number: JP63279305A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Washimi; 鷲見　昌彦
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-11-07
Filing date: 1988-11-07
Publication date: 1990-05-15

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は半導体ＬＳＩまたはプリント基板等の回路製作
時のセルまたは部品を配線する際に、とくに結線可能性
について高速に検査する迷路探索方法に関するものであ
る。

（従来の技術）従来、半導体ＬＳＩの配線を探索する方法として最も基
本的と言われているＬｅｅアルゴリズムによる方法（Ｉ
ＲＥ　ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮ　ＯＮ　ＥＬＥＣＴＲＯ
ＮＩＣＣＯＭＰＵＴＥＲ８，Ｐ、Ｐ、３４Ｂ−３６５，
１９１３１）を第１４図、第１５図を用いて説明する。

第１４図全体を配線領域とした場合、全体を格子状の配
線単位に区分し、各単位ごとに記憶番地を対応させる。

第１４図では、例えば８Ｘ８−６４個の配線単位に区分
し左−Ｌの点は０番地にその右は１番地と言うように順
次対応させる。そして、２１．２５〜２９，３３゜５４
．５５番には障害物（ハツチングで図示）があるものと
する。ここで、１１番の点Ａから５２番のＢ点までを結
びたい時、このような場合の処理を第１５図を用いて説
明する。第２図の数字は第１４図の対応する記憶番地の
内容が書かれたものである。スタート点をＡとし、目標
点をＢとする。初期状態ではＢ及び障害物の所に例えば
使われないような数字が書き込まれ、その他の点はＯに
クリアされているものとする。まずＡ点から接続可能な
隣接する上下左右の４点（第１５図の３゜１０．１２．
１９９番地を１番目の到達点という意味で“１′と指定
する。次に４つの“１′から見て未だ到達されていない
隣接する５点（第１５図の２．４，９，１３．１８．２
００番地に“２゛を書き込む。２７７番地“１″に隣接
するが障害物なので書き込むことをしない。以下同様に
して３〜９番目まで書き込む。９゛から“１０″を周囲
に書き込もうとして調べている時、目標点Ｂを発見する
。ここから出発点へは逆に番号を手繰っていくことによ
って容易に戻ることができる。

このようにして点Ａ、Ｂを結び経路が発見されることに
なる。

（発明が解決しようとする課題）上記Ｌｅｅアルゴリズムは経路が存在する解きは必ず経
路を発見し、複数存在する時はそのうちで最短のものを
発、見できるという長所があり基本とされてきたが、実
用にはあまり供されなかった。それは、計算機の処理時
間が膨大となるためであった。例えば、ＬＳＩで必要な
ｉｏ、ｏｏｏｘｌｏ、０００格子で計算を行うと一億点
に前記数字書き込み（ラベリング）をおこなわなければ
ならない。

そのためＩＯＭＰＳ以上の高性能の計算機を用いでも１
０００秒位の処理時間がかかり、またＬＳＩでは結線す
べき線が１０〜１０５組にも達するため１００日〜１０
００日という桁はずれの時間を要してしまう。また処理
時間はＬＳＩの素子数ｎの２乗で増加することが知られ
ており、ますます実用化を困難なものとしている。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）平面上の２点間の接続経路を発見する際に、任意の障害
物を前記２点間の接続経路の一部と仮定し、この仮定し
た前記障害物を介して前記２点間に仮想配線を想定する
工程と、前記仮想配線上若しくは前記障害物に隣接する
周囲のみを探索範囲として接続経路を探索することにあ
る。

（作　　用）ｔｏ、ｏｏｏｘ　ｉｏ、ｏｏｏの配線セルからなる大規
模なＬＳＩの実例を用いて、チップの左上から右下迄の
１本の経路発見のための計算機時間を測定した所、Ｌｅ
ｅアルゴリズムでは１８７７．４秒を要する場合が、本
発明を用いた場合３．１秒と約６００倍の速さで経路の
発見がなされ、仮に１万本の処理を行うとしても半日以
内という実用時間内になることが実証された。このよう
に従来法によっては実際上処理不可能だった商品質の配
線が本発明単独で、またはＬｅｅアルゴリズムを後処理
としで用いた組み合せ応用により可能となった。

なお、本発明では探索領域を限定したにもかかわらず、
他のいかなる方法に１ってでも経路が発見される時には
、本発明においても必ず経路をより早く発見することが
出来、その応用の範囲は広い分野にわたる。

よって、本発明の産業、特にＬＳＩ産業に与える影響は
絶大であると考えられる。尚、本発明は多層配線でも適
用できる。

（実施例）第１の実施例を第１図を参照して説明する。

第１図は、配線領域を有する半導体集積回路１０を示し
ている。この半導体集積回路ｌＯには第　図と同様に、
仮想的に格子状に区分された８Ｘ８−６４個の格子セル
領域が存在するものとする。そして半導体集積回路１０
内には新たな配線が通せない障害物１２が存在するもの
とする、この障害物１２は、例えば既に配置されたセル
領域や既に配線された領域等からなるものとする。この
ような状態で、第１図に示す出発点Ａ１４から目標点Ｂ
１６までの結線の可否を検査する方法を説明する。本実
施例は、第２図に示すフローに従って処理する。先ず、
′４１のステップで出発点Ａ及び目標点Ｂを結ぶ仮想的
な任意の配線、仮想配ｍ１８を設定する。この仮想配線
１８は、−格子セル単位の幅を持つ。出発点Ａに配線経
路となる格子セルが存在するものとし、第２のステップ
でこの出発点Ａの現格子セル位置、状態を検査する。

第３のステップでこの現格子セルが目標点Ｂか否かを検
査する。格子セルＡは目標点Ｂではいので、結果は“Ｎ
Ｏ”となり次に進む。もし格子セルＡが目標点Ｂに一致
すればフローは終了する。第３のステップで“ＮＯ“と
なったら、第４のステップで現格子セルに隣接する仮想
配線上の新たな格子セルを見つける。第１図においては
、仮想配線１８上の格子セル１を見つける。第５のステ
ップで第４のステップで見つけた格子セルに進めるか否
かを検査する。第１図では、格子セル１は障害物１２の
領域に入っていなので進めるものと判断し、結果はＹＥ
Ｓ’となる、もし、見つけた格子セルが障害物の領域内
にあれば、結果はＮｏ。

となる。第６のステップでは、第５のステップで“ＹＥ
Ｓ’の場合、見つけた格子セルに進む。第１図では、見
つけた仮想配線１８上の格子セル１に進む。そして今度
は、この格子セル１を現格子セルとして再び上記第２の
ステップに入る。第１図の例では、第２のステップを経
た後、第３のステップで結果は“ＮＯ″となり、第４の
ステップで格子セル１に隣接する仮想配線１８上の新た
な格子セルを見つける。そしてここで格子セル１００を
発見する。次に第５のステップで、第４のステップで発
見した格子セル１００に進めるが否かを検査する。そし
てこの格子セル１００は障害物１２の領域内にあること
を検知し、格子セル１００には進めないと判断し、結果
はＮＯ”となる。そして、障害物に沿って進む新たなフ
ローに従って処理する第７のステップに入る。この第７
のステップでの処理フローを第３図に示す。この第７の
ステップでは、先ず、ステップＡで現格子セルに、障害
物が第１の方向（右）で接するような向きを設定する。

次に、ステップＢで現格子セルの向きと直交する第１の
方向（右）の格子セルを検査する。即ち、第１図では格
子セル１の右側の格子１００を検査する。次にステップ
Ｃでは、ステップＢで検査した格子セルに進めるか否か
を検査する。第１図では、格子セル１００は障害物の領
域に入っているので進めないと判断し、次のステップエ
の処理に進む。ステップＩでは現格子セルの前の格子セ
ル２を検査する。ステップＪでは、前の格子セル２に進
めるか否かを検査する。

格子セル２は障害物の領域に入っていないので進めると
判断し、次のステップＥに進む。ステップＥでは、現格
子セルが仮想配線上の格子セルの場合、その状態を記憶
する。第１図の例では、格子セル１は仮想配線１８上に
あるので格子セル１の状態を記憶する。次に、ステップ
Ｆでは現格子セルをその向きに従って格子セル１個分前
進させる。

第１図では、現格子セルが、格子セル１から格子セル２
に移動する。そして、ステップＧでは、現格子セルを検
査し、ステップＨでは、現格子セルが■目標点か否か、
又は■ステップでＥで最初に記憶し格子セルか否かを検
査する。第１図においては現格子セル２は目標点でもな
く、またステップＥで記憶した格子セル１でもないと判
断し、結果はＮｏ”となる。ステップＨでｍＮＯ”とな
った場合、再びステップＢに入る。ステップＢＢでは現
格子セルＺの向きに直交する右側（第１の方向）の格子
セル１０１を検査する。ステップＣでは、格子セル１０
１に進めないので結果は°ＮＯ″となり、ステップ■に
進む。ステップＩでは、現格子セル２の向く前の格子セ
ル１０３を検査する。ステップＪでは現格子セルＺの向
く前の格子セル１０３に前進できるか否かを検査する。

第１図では格子セル１０３は障害物の領域にあり、結果
は“ＮＯ”となり次のステップＫに進む。ステップにで
は、現格子セルＺの向きを、現格子セルの向きと直交す
る第２図の方向、即ち左に変更し、再びステップＩに進
む。ステップＩでは前方の格子セル３を検査し、次のス
テップＪでは前方の格子セル３に進めると判断する。ス
テップＥでは、格子セルＺは仮想配線１８上の格子セル
ではないので該当せず、ステップＦで格子セル３に前進
させる。以下同様に各ステップを繰り返し、現格子セル
の位置を第１図に示すように格子セル３から格子セル２
０まで移動させる。そして同様のステップを経た後、ス
テップＦで現格子セルを格子セル２０から格子セル２１
に移動させる。ここで、現格子セル２１をステップＧで
検査したのち、ステップＨで現格子セル２１が目標点か
否か、ステップＥで記憶した格子セルか否かを検査する
。

ここで、ステップＥでは格子セルＩを記憶しており、従
って、現格子セル２１は格子セル１であると判断し、そ
の後は第２図に示す第７のステップへと進む。第７のス
テップでは、第６のステップのステップＥで抽出した格
子セルのうち目標点に最も近い格子セルを見つける。第
１図の例では、ステップＥで抽出した仮想配線１８上の
格子セル１と格子セル１１のうち格子セル１１が目標点
に最も近いと判断する。次に第８のステップでは、第７
のステップで見つけた格子セルが第６のステップのステ
ップＥで最初に記憶した格子セルか否かを判断する。第
１図の例では、格子セル１１は、ステップＥで最初に記
憶した格子セル１とは異なるので結果は“ＮＯ゛となり
、次の第９のステップに進む。第９のステップでは、現
格子セルを第７のステップで抽出した格子セルとする。

第１図の例では、現格子セルを格子セル１１とし、再び
第１のステップに入る。そして、第１乃至第５のステッ
プを繰り返すことにより格子セル１２′１３′及び目標
点Ｂが発見され処理フローは終了する。以上のようにし
て、出発点Ａから目標点Ｂまでの配線経路が存在するこ
とが判る。

次に第２の実施例を第４図を参照して説明する。

第４図の例では、半導体集積回路１ｏ内の障害物２２が
半導体集積回路１０の外周端部まで達している場合を示
している。そして、図示する出発点Ａと目標点Ｂとを結
ぶ配線経路が存在するが否がを自動的に検索するものと
する。そして、第１の実施例と同様に、第２図及び第３
図のフローに従って処理する。先ず出発点Ａと目標点Ｂ
を結ぶ仮想配線２４を設定する。その後、第１図の例と
同様に、現格子セルを格子セル１から格子セル５７に移
動する。尚、ここでは半導体集積回路１０の外側の領域
も障害物と同様に取り扱われる。そして、第３図のステ
ップＨで、現格子セル５７がステップＥで最初に記憶し
た仮想配線２４上にある格子セル１と一致することを検
知する。次に、第２図の第７のステップで、第６のステ
ップのステップＥで抽出した格子セル１，７．９．４７
のうち目標点Ｂに最も近い格子セル４７を見つける。

その後、第１の実施例と同様にして格子セル４ｇ’、４
９’を経て目標点Ｂまでの配線経路が存在することを発
見する。尚、第２図の処理フローの第９のステップで、
見つけた格子セルが第６のステップのステップＥで最初
に記憶した格子セルの場合は、その後の処理フローに新
たな展開が見られず、従って配線経路は存在しないと判
断し、処理フローを終了する。

次に第３の実施例を第５図を参照して説明する。

第５図では、第１図と同様に半導体集積回路１０内に障
害物１２が存在する。この状態で、出発点Ａと目標点Ｂ
との結線の可否を探索する。そして、この例では、第６
図に示すフローに従って処理する。第６図は第３図の処
理フローを一部変更したもので、（１）スタートしてス
テップＡの後、新たなステップＬに入り、次にステップ
Ｇにはいる。

（ＩＩ）ステップＨでは現格子セルが目標点か否かのみ
を検査する。（Ｉｌｌ）ステップＨで“ＹＥＳ−の場合
、終了する（Ｉｖ）ステップＥが省略されている。

（Ｖ）ステップＦの次にステップＭが入っている点が異
なる。また第６図では、ステップＡ、Ｂ、Ｃ。

Ｄ、Ｋにおける第１の方向を左とし、第２の方向を右と
定義している。以下第６図のフローに従って説明する。

先ず、ステップＡでは、出発点Ａの格子セルに、障害物
が第１の方向（左）で接するような向きを与える。次に
、ステップＬで出発点及び目標点が内側に接する仮想障
害領域を設定する。第５図の例では、出発点Ａ及び目標
点Ｂが内側に接する仮想障害領域２６を設定する。ここ
では、出発黒人と目標点Ｂに接する格子セル領域ととも
に半導体集積回路１０の外周に仮想障害領域を与えてい
る。この与え方は、上下、左右４個のレジスタ値に座標
を入れておくことによっても可能である。また記憶番地
の割り付けを元もと常に領域の格子数より一辺を２だけ
長くしておき、この例のように領域が８×８格子のとき
は１０×１０格子分与えておいても良い。そしてこの外
側の仮想障害領域には本来の障害物とは異なる識別値を
与えておく、次に、ステップＧで、出発点Ａを現格子セ
ルとして検査し、ステップＨで出発点Ａは目標点Ｂとは
異なるので次のステップＢに進む。ステップＢでは、出
発点への格子セルの向きと直交する第１の方向（左）の
格子セル１１０を検査し、ステップＣで格子セル１１０
に進めるか否かを検査する。ここで格子セル１１０は仮
想の障害領域にあるので結果は“Ｎｏ”となり、ステッ
プ■に進む。次にステップ■で出発点Ａの前の格子セル
１を検査し、ステップＪで前の格子セル１に進めるか否
かを検査する。格子セル１には進めるので次のステップ
Ｆで現格子セルを格子セル１に移動する。そしてステッ
プＭで現格子セルが出発点か否かを検査する。この例で
は、出発点ではないのでステップＧに進む、もし現格子
セルが出発点と一致する場合は、目標点Ｂへの配線経路
は存在しないと判断し処理フローを終了する以後、同様
に第６図のフローに従って処理することにより、第５図
に示すように格子セル１から格子セル２０まで移動する
。第６図のステップＦで現格子セルを格子セル２０に移
動させた後はステップＧで現格子セル２０を検査し、ス
テップＨで現格子セル２０が目標点Ｂかどうかを検査す
る、現格子セル２０は目標点Ｂに一致するので結果は“
ＹＥＳ″となり、第６図のフローは終了する。以上のよ
うにして出発点Ａと目標点Ｂを結ぶ配線経路が存在する
ことが判る。

次に第４の実施例を第７図を参照して説明する。

第６図と同一部分には同一符合を付している。第７図の
例で第５図の例と異なるのは、第５図のステップＬにお
いて、出発点Ａ及び目標点Ｂが内側に接する仮想障害領
域を変更した点にある。即ち、第７図に示すような仮想
障害領域２８を設定している。このように設定して、第
６図のフローに従って処理すると第７図に示すように格
子セル１から格子セル１０まで移動し目標点Ｂに到達す
る。

尚、設定した仮想障害領域で配線経路無しと判断された
場合は、仮想障害領域を変更して再度処理フローを実行
する。

ここで、上記第５図及び第７図の実施例では、第６図の
フロー処理のステップＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ。

Ｋにおいて第１の方向を左とし、第２の方向を右と定義
したが、これは第１の方向を右とし、第２の方向を左と
しても良く、この場合の例を第８図に示す。即ち、第８
図では右側で障害物に接する状態で格子セル１から格子
セル２１まで移動し目標点Ｂに到達する。

次に第５の実施例を第９図及び第１０図を参照して説明
する。第９図において、第７図と同一部分には同一符号
を付している。第９図の例では図示のように仮想障害領
域３０を設定し、第６図の処理フローに従って、格子セ
ル１から格子セル１０まで移動し目標点Ｂに到達する。

その結果、出発点Ａと目標点Ｂとを結線できることが判
る。

そしてこの実施例では、出発点Ａと目標点Ｂとを最短に
結線する配線経路を公知の方法を用いて探索する。即ち
、第１５図を用いて説明したＬｅｅアルゴリズムによる
方法を用いて第８図に示すように１番から９番までの格
子セル及び目標点Ｂを探索し、最短経路Ｂ−９−８−７
−６−５−４−３−２−１−Ａを抽出するようにしても
良い。

次に第６の実施例を第１１図を参照して説明する。第１
１図では、ＬＯ，０ＯＯＸ　１０，０００グリツドから
なる巨大な半導体集積回路４０を示している。この例で
は出発点Ａと目標点Ｂとの配線経路を探索する際に、探
索領域を複数の部分的な領域に分割している。即ち、図
示のように、黒人と点Ｂとの間で複数に分割した配線経
路点ＰＩ、Ｐ２．Ｐ３゜〜を任意に設定し、これらの各
配線経路点間の配線経路を探索する。出発点Ａから点Ｐ
１までの配線経路を探索する際は、先ず探索領域を領域
５０に設定し、第１の実施例と同様の方法で配線経路の
有無を探索する。配線経路が存在しないことが判れば探
索領域を変更し再び探索する。点Ｐｌ−Ｐ２間、点Ｐ２
−３間においても同様に探索領域５２．５４を設定して
配線経路の存在を探索する。

また、配線経路点の設定は次のように行っても良い。第
１１図において点Ｐ３から配線を結ぶ配線経路点Ｐ４を
設定する場合を説明する。先ず、第１１図に示すように
点Ｐ３と目標点Ｂとの間で任意の２点Ｐ４１及びＰ４２
を仮設定する。その後、点Ｐ３と点Ｐ４１の間、点Ｐ３
と点Ｐ４２の間の両方で、探索領域５６．５８をそれぞ
れ任意に指定し、配線経路の有無を探索する。そして、
抽出した２つの配線経路６０．６２について、それらの
長さや広がりを評価し、配線経路としてより良好な方を
選択する。第１１図の例では配線経路６２が選択され、
点Ｐ４２が改めて点Ｐ４と設定される。このようにして
点Ａ−Ｐ　１間、点Ｐｌ−Ｐ２間、点Ｐ２−Ｐ３間、点
Ｐ３−Ｐ４間、〜でそれぞれ配線経路が存在することを
確認した後、さらに各区間の探索領域でＬｅｅアルゴリ
ズムを用いて第１０図の例と同様にして最短経路を求め
れば良い。

次に第７の実施例を第１２図を参照して説明する。第　
図の例では補足した経路上のセル又は周囲８方（上、下
、左、右、右上、左上、右下、左下）の少くも１方向に
障害物の存在する障害物でないセルに対応した記憶装置
に、出発点から１づつ増加する番号を与えてゆく。補足
した経路］−及び、障害物のないすべてのセルにではな
く、障害物に隣接するセルのみ番号付がなされてゆく。

また、今迄の実施例とは異なり、１点から複数の点に番
号付けてしてゆくことは可能であり、又−度、番号付け
された点に再び番号が与えられることはない。第１２図
の例では、１，５．１１番より番号の分枝が生じている
。番号付けがＢ点迄及ぶと、１３．１２．１１という風
に１減じた点をさがしてゆき出発点に戻る。本実施例は
Ｌｅｅの方法に類似しているが、番号展開の範囲が、本
発明の特長である障害物の周囲のみに限られているため
、処理が少し高速である。

次に第８の実施例を第１３図を参照して説明する。第　
図のように補足の経路をＡ、Ｂより領域の外側の境界部
に下すのではなく、既存の障害物の中でつながっている
ことが既に分っている障害物に対して補足の経路を下す
点が異っている。また、第１の実施例では障害物を初め
に認識したセル１に着目する時点では、その障害物から
目標点Ｂに至るまでに複数の離れた障害物があるかも知
れないことも考慮した手順が考えられている。しかし、
今の実施例ではつながっていることが、何らかの別の方
法で分っているため、第１の実施例のように第４図の第
７のセルの部分道通した補足の経路を考えておく必要は
ない。また、障害物１２がつながっていると認工した後
に別の障害物が障害物に付加されても良いことは言う迄
もない。

今の例で障害物１２が一体のつながっているものである
ことは例えば以前に配線した経路である場合がその例で
あり、８ビツトのバス線を第１の範囲から第２の範囲に
８本接続する場合などが、その例となる。例えば、第１
ビツト目の配線経路が定った後に、第２ビツト目の配線
を行う時はそれぞれの範囲で、Ａ、Ｂ、　より第１ビツ
ト目の線に補足の配線を下してやればよい。このように
すると第１の実施例の時より探索が早いことが普通であ
る。

［発明の効果］本発明により、平面−Ｌで２点間の接続経路を高速に探
索することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１３図は本発明の実施例を示す図、第１４
及び第１５図は従来例を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）平面上の２点間の接続経路を発見する際に、任意
の障害物を前記２点間の接続経路の一部と仮定し、この
仮定した前記障害物と交わる前記２点間に仮想配線を想
定する工程と、前記仮想配線上若しくは前記障害物に隣
接する周囲のみを探索範囲として接続経路を探索するこ
とを特徴とする接続経路探索方法。
（２）配線可能領域と配線禁止領域とを有する平面上の
第１の点と第２の点の間の接続経路を検知する際に、前
記第１の点と前記第２の点の間に仮想配線を設定する工
程と、前記仮想配線上を前記第１の点から配線禁止領域
まで配線経路を進める工程と、前記配線禁止領域に隣接
し、前記仮想配線に交差する交点を抽出する工程と、前
記第２の点に最も近い交点を抽出する工程と、前記配線
経路を前記配線禁止領域の周囲の一部を通して前記第２
の点に最も近い交点まで進める工程と、前記仮想配線上
で前記第２の点に最も近い交点から前記第２の点に向っ
て配線経路を進めることを１回以上行う工程とからなる
ことを特徴とする接続経路探索方法。
（３）平面上の２点間の接続経路を発見する際に、任意
の障害物を接続経路の一部と仮定し、障害物が不足する
部分および不足しているか不明な部分に補足経路を追加
し、前記２点間を仮接続した後、補足した経路上及び障
害物に隣接する周囲のみを探索範囲として接続経路を探
索することを特徴とする接続経路探索方法。
（４）平面領域を格子状のセルに分割した場合、上、下
、左、右、右上、左上、右下、左下の８方向のうち少な
くとも一方向で障害物として通れないセルと接し、且つ
自分自身は障害物でないセルである。若しくは補足した
経路上のセルである場合にのみ出発点より順次増加する
番号を対応づけ目標を探索することを特徴とする請求項
３記載の接続経路探索方法。
（５）既に一体の障害物であることが確認されている障
害物に対して前記２点より補足の経路を追加し、前記障
害物に隣接する範囲と前記補足した経路上のみを探索範
囲として探索することを特徴とする請求項３記載の接続
経路探索方法。