JPH02264451A - フロアプラン設計支援装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 ＩＣ設計のフロアプランの仕様を規定の指定に基づいて
入力すると、フロアプランのノウハウ。

知識ベースのルールに従って、パターン・レイアウト設
計ルールを充たすように配置、配線を推論することを特
徴とするＩＣのフロアプラン設計支援装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来、一つのシステム機能をＬＳＩ化する場合、大きな
回路規模では、いくつかのブロックに分割する。そして
回路図、パターン・レイアウトもそれらのブロックに対
応して設計した方が行い易い。

パターン・レイアウト設計では実際に、パターンを描き
始める前に小さな図面でフロアプランを行い、各ブロッ
ク、セルなどＬＳＩのどこに配置し、また、配線するか
などを決める。

通常、回路ブロックの配置、電源ライン、パッドの配置
など設計者が考えて試行錯誤しながらフロアプランの設
計を行う、そのために、時間と人工を必要とし、初心の
設計者では上手に設計を進めることが難しい。

第４図は、従来のフロアプラン設計支援装置の処理構成
を示すブロック図、第５図は、第４図の装置の処理を示
すフローチャートである。第４図において、＋１）は回
路のセル・ブロック図、（２）は人手によるフロアプラ
ン設計、（３）はフロアプラン図で、回路ブロック配置
、配線、パッドなどが手書きで作成される。（４）は入
力装置、（５）はコンピュータ本体、（６）は表示装置
でグラフインクデスプレイなどがある。（７）はブロッ
ク・セルデータ、（８）はディスク装置などの補助メモ
リ、Ｃ９）はプロッタなどの出力装置である。

次に動作について第４図及び第５図を用いて説明する０
以上のような人手によるフロアプラン設計の場合、人が
種々のケースを考えて、フロアプラン図（３）を作成す
る。先ず、集積回路化する基本の回路及び回路機能のブ
ロックに対応する回路パターン・レイアウトの回路のセ
ル・ブロック図（１１を作り、これをもとに、チップ・
レイアウトを考え試行錯誤しながら、フロアプラン設計
（２）を行う。

通常、この設計を行うに当って第５図の工程ＯＩフロア
プラン仕様に示すごと＜ＬＳＩのピン・コネクションに
応じてバンドの配置の順序などが決められる。この設Ｒ
１の初期には、このパッドの配置方法とそれぞれの辺で
のパッドの位置を定める。

この後、回路ブロックの配置を行うが、このための準備
が必要である。このとき、行程ＱＤブロック分割に示す
ごとく特定の所に置かねばならない回路ブロックを選び
出し、各回路ブロックのパターン面積を見積っておく、
特定の位置におく回路の一つの例として入力、出力回路
２発振回路などがある。また、アナログ回路などで微妙
な特定が問題になる回路ブロックについても配置、配線
の注意が必要である。これらの面積の大まかな配置を決
めてから残りの回路ブロックを定めて、できる限り有効
な面積が、利用できるように、設計者が考えながら詰め
、行程側ブロツクセル登録を行う。

次に行程−配置配線の見積りの指定に移るがこの場合、
その状況に応じて、ブロックの配置９面積。

形状など、変更や工夫が必要となる０回路ブロックの配
置が決まると、それぞれの回路ブロックに電源、グラン
ドなどの配線を行う、このとき、電源ライン及び、グラ
ンドラインは、できる限り交差しないように、また、そ
れぞれの配線の末端が電源パッド、グランドパッドから
長過ぎないなどの考慮も必要である。そして各ブロック
、　ｇＩＢ。

パッドの配置において、それらを接続する信号線のレイ
アウトについてもあらかじめ、考えておく必要がある。

また、回路ブロックのどの位置から入力し、どの位置に
出力するかなど二つの配線が交差するような場合も、ど
の信号を優先させるか、それらの影響関係も注意する必
要がある。

以上のように人手によるフロアプラン設計により、人手
で行程Ｏａのフロアプラン図（３）が作成される。この
結果を行程ａ９において検証する。まずチップ・レイア
ウトを進めるために、これらのフロアプラン図（３）を
基に入力装置（４）よりデータを入力する。これらのデ
ータはコンピュータ本体（５）においてプログラムの動
作に従って処理される。このとき、ブロック・セルデー
タ［７）を呼び出し配置。

配線のプログラムによってフロアプラン図（３１のデー
タに沿ったパターン・レイアウトの処理が行われる。そ
の結果を表示値Ｍ（６）のグラフィック・デイスプレィ
などで表示する。これをチエツクし、誤り、変更などあ
れば、もう−度データのエデイツトを行いデバッグする
。その結果、ＯＫであれば出力装置（９）のプロッタな
どへ必要に応じて出力し最終的な照査をする。このパタ
ーン・レイアウト処理結果のデータは補助メモリ（８）
のディスク装置などに蓄えられる。

以上のように、集積回路化のパターン・レイアウト作成
の前にフロアプラン設計（２）を行う場合、一定の面積
に回路ブロックを詰め込んだり、回路設計の品質向上な
ど適切な設計を行うためには、パターン・レイアウト設
計の夛くのノウハウ的な知識を要し、また、回路規模が
大きくなるにつれて、かなりの時間と労力を要する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のフロアプラン設計支援装置は以上のように構成さ
れているので、回路パターン・レイアウトのフロアプラ
ン設計を行う場合、回路の仕様を基に、先ず、必要なパ
ッド、回路ブロック、電源。

配線など設計者が考えながら概略のレイアウトを作り、
変更、修正など繰り返して試行錯誤を行ったりする。ま
た、チップ面積を有効に利用するために、ブロックの形
状、大きさなど、更に、変更しながら、詰め込まねばな
らない、その結果、フロアプラン設計のために、かなり
の時間を要する。

また、その結果をコンピュータで入力処理し、チエツク
して、エラーがあれば、繰り返しデパックするので夛く
の時間夛くの時間０人工を要する。

特に、最適な状態に詰め込んだり、特性の条件など考え
ながら、設計する場合は、かなりの時間。

人手が必要になる。また、経験の浅い設計者が行ったり
、単に、自動的に配置、配線しても、特性。

歩留り、信幀性などに関する種々のノウハウ的な知識が
折り込まれないと後でトラブルを生じたりする場合があ
る。

この発明は、以上のような問題の改善を図るために、フ
ロアプラン設計の支援を行うようにしたものである。こ
の発明では、パターン・レイアウト設計の手順、ノウハ
ウ的な技術をフロアプラン知識ルールとして蓄え、フロ
アプラン推論機能の手法により、熟練の設計者が行う以
上に効率よく処理し、ＩＣのフロアプラン設計の支援を
することを目的とする。

〔課題を解、決するための手段〕

この発明に係るＩＣのフロアプラン設計支援装置は、フ
ロアプラン推論機能、フロアプラン知識ルールを持つコ
ンピュータ処理システムにおいて、回路ブロック、電源
２配線、パッドなどのレイアウトをフロアプラン知識ル
ールフロアプラン推論機能を用いて推論する手段、ブロ
ックのサイズ。

形状を周囲のセルブロックの配置、電気特性、安定性信
軌性の影響を見込んで自動的にモディファイする手段、
フロアプランの概略図を入力することにより一貫処理し
、フロアプラン図の出力又は、アドバイス、メツセージ
をする手段を設けたものである。

〔作用〕

この発明によるフロアプラン支援装置は、規定のフォー
マントで記したフロアプラン概略図を自動入力すると、
その配置などのデータを読み取り、バンド、各ブロック
機能、電源、配線などを認識し、フロアプラン知識ベー
スに基づいて、ピックアップし、分類される。それらの
分類項目を知識ベースを参照しながら、ルールに沿わな
い項目が、フロアプラン推論機能によって推論される。

それらの配置、配線が、電気特性、安定性において知識
ルールを充たすように、自動的に修正、変更される。更
に、ブロックサイズ、形状を周囲のセルブロックの詰め
込み状況に合わせて自動的にモディファイし、その結果
のフロアプラン図が表示装置に出力される。このとき、
推論の結果が目標へ近づかない場合は、アドバイス、メ
ッンセージが出力される。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図に基づいて説明する。第
１図は、フロアプラン設計支援装置の処理構成を示すブ
ロック図、第２図は第１図の装置の動作を示すフローチ
ャート、第３図（ａｌ、（ｂｌは第１図の装置によるフ
ロアプラン処理を説明するためのＩＣチップの模式上面
図で、ｉａ）は入方用手書きのフロアプラン概略図、伽
）は処理結果のフロアプラン図である。

図において、Ｑｌはフロアプラン概略図、（２功はフロ
アプラン知識ルールのデータ、（２１）は文字２図など
自動的に入力できる入力装置、（２２）は表示装置で、
グラフィッ・クディスプレイなどがある。

（２３）は知識ベース、推論機能の処理プログラムが搭
載されるコンピュータ本体、（２４）は、このシステム
でフロアプラン概略図α唾より仕様目標の推定。

判断などを行うフロアプラン推論機能、（２５）はフロ
アプランのノウハウや設計ルールなどを蓄えるフロアプ
ラン知識ルール、（２６）はセル・ブロックのデータ、
（２７）は補助メモリで、このシステムの処理プログラ
ム、データなどが蓄えられる。　（２８）は出力結果で
、フロアプランの処理結果がプロッタなどに出力される
０次に、第１図、第２図に基づき、動作について説明す
る。まず行程（３−０）において、フロアプラン概略図
Ｏ１をあるフォーマントに基づいて手書きで作成する。

これを行程（３１）において入力装置（２１）より入力
する。（この入力は手書きの自動読み取りでも、キー人
力、マウス入力でも可能）、これらのデータは前もって
蓄えられているセルブロックのランク（２６）の標準の
プロッタ・データからまず、行程（３２）においてその
仕様に適するものがビックアンプされる。フロアプラン
知識ルールのデータ（２０）も入力装置（２１）から前
もって読み込まれてフロアプラン知識ルール（２５）と
してメモリに蓄えておく、そして行程（３３）において
補助メモリ（２７）に入っているこの装置のプログラム
の手順に沿ってフロアプラン知識ルール（２５）の処理
がコンビエータ本体（２３）の中で行われる０次に行程
（３４）において最初に入力されたフロアプラン概略図
器がフロアプラン知識ルール（２５）に沿うか否かを判
断し、ＯＫならば行程（３５）においてレイアウト処理
データとして補助メモリ（２７）の規定のファイルに登
録される。しかし、そのルールに合わないものはフロア
プラン推論機能（２４）が彷いて行程（３６）のごとく
変更推論が行われる。このとき、設計の知識を持たずに
、フロアプラン概略図α鴫を作成して入力すると、この
変更推論の彷きにより設計の知識：経験からのルールで
判断し、適さないところは、そのブロック、配置。

配線がフロアプラン知識ルール（２５）に沿うような推
論によってモディファイ処理が行われる。その結果、行
程（３７）においてフロアプラン図の出力、又は、アド
バイス、メンセージなどが表示装置（２２）のグラフィ
ック・デイスプレィなどに表示される。それを行程（３
８）において確認チエツクして不適当な点があれば、も
う−度修正し再入力を行う、このようにしてチエツクが
ＯＫとなれば、結果のデータは出力結果（２８）のブロ
ックに出力したり、補助メモリ（２７）に蓄えられる。

それらは次の処理工程に結ばれて使用される。

次に、第３図により、更に具体的な例を説明する。第３
図ｉａｌは手書きによるフロアプラン概略図α優で、バ
ンド（４０）Ｐｌ、Ｐ２．Ｐ３．Ｐ４．Ｐ５電源（４６
）ＰＩＯ，ｐＨ，Ｐｌ２−・・・・、ブロック（４Ｉ）
〜（４５）の名称はそれぞ′れＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅのよ
うに規定のフオームで書く、このとき、パッドＱｌ　、
プＯツク（４１）　〜（４５）　、電源（４６）　＋７
）形状、サイズなどは標準的に使用できるものはセルブ
ロックのデータ（２６）に蓄えているデータを呼び出し
利用する。

標準として登録されていない場合は自由に形状。

サイズをフロアプラン知識ルールのデータｒ２−に記し
て入力するこ、とができる、また、配置、形状など、入
力時のもので固定したい場合は、その指定を行うことに
より、そのＰサインされたものだけが固定される０例え
ば、第３図Ｔａｌのように作成したフロアプラン概略１
１１０１を入力装置（２１）より、そのまま自動的に読
み込ませると、先ず、フロアプラン概略図（１９）で指
定されたパッド（４０）　、電源。

ブロック（４１）〜（４５）のおのおのの機能を分類し
、取り出してユーザ用のブロック・データのファイルが
セルブロックのデータ（２６）の中に生成される。

ユーザー用のセルブロックのデータ（２６）から入出力
のパッド（４Ｇ）Ｐ　Ｌ　、　Ｐ　２−・・−１電源（
４６）　Ｐ　１１　。

Ｐｌ２・−・、ブロック（４１）〜（４５）Ａ、Ｂ、Ｃ
，Ｄ。

Ｅなどのデータが順次、コンピュータ本体（２３）に転
送されてフロアプラン知識ルール（２５）を呼び出し、
先ず、入出力、電ａ　（４６）、その他のパッド（４０
）の位置、サイズなどがチエツクされる。この場合、パ
ッド（４０）は指定どおりなので、そのまま、データを
保存する。ここで、ブロック（４１）〜（４５）おのお
のの機能としてＡを（アナログ）、Ｂを（デジタル）、
Ｃを（オシレータ）、Ｄを（入出力）、Ｅを（デジタル
）とすると、これらの順にフロアプラン知識ルール（２
５）に沿ってチエツクし、ブロック（４１）　Ａはルー
ルに適するのでそのままとしておく、ブロック（４２）
　Ｂは周辺の回路の影響がないとすれば、どこの位置で
も移動が可能、ブロック（４３）　Ｃをチエツクし、こ
の時、ブロック（４３）Ｃは機能的にブロック（４１）
　Ａから離れて、パッド（４０）の近くに置く必要があ
る。それでブロック（４３）　Ｃをそのまま右のパッド
（４０）の方へ移動させて位置を指定する。このとき、
元のブロック（４３）Ｃの位置へブロック（４２）　Ｂ
を移動し、そこへ定める。ブロック（４４）　Ｄは上側
、右側のパッド（４０）の近（が適するので、その方向
の位置を推定しながら移動する。ブロック（４５）　Ｅ
は周辺の影響がなく、ブロック（４４）　Ｄの移動によ
りスペースができるので、そのエリアを推定し移動する
。これらの処理においける推定９判断はフロアプラン推
論機能（２４）が彷き、デザイン・ルームを充たすよう
に推定処理される。このとき、配線関係も指定すれば、
その指定の結線がルールに沿うようにして処理される。

（例えば、ブロック（４２）　Ｂ　、ブロック（４３）
Ｃ，ブロック（４４）　Ｄ　、パッド（４０）の各端子
信号名が、第３図に示すｘ、ｙ、ｚのように指定される
と、Ｂｘ、Ｃｘ、ＤｘとＤｙ、ＰＳｙとＤ　Ｚ　＋　　
Ｐ　＋＋２のようにそれぞれの同一信号点が結線される
。）このようにして処理が終ると第３図山）のようにフ
ロアプラン図を生成し出力する。この結果を確認しＯＫ
であれば終了となるが、若し、ルールに反するところが
あれば、上記のように工程（３１）データ入力などへ戻
って修正後、再度、推論処理を行う。この推論を一定の
回数行っても目標に達しない場合は行程（３７）におい
てアドバイス、メツセージが表示されるので、それに従
って処理する。

以上の説明のように手書きでブロックの配置。

配線、パッドなどを記したフロアプラン概略図（１９）
と知識ルールのデータを入力すると、レイアウト設計の
知識ルール（２５）及び設計基準に基づいて、配置、配
線が適するように推論し、自動的に修正して、出力結果
（２８）のフロアプラン図とそのレイアウト・データを
生成することができる。したがって前もってフロアプラ
ン知識ルール（２５）が準備されていれば、手書きでチ
ップのフロアプラン概略図Ｏ１を大まかに記入するだけ
で、一貫処理で、そのフロアプラン図を得ることができ
る。したがうて、この設計工程の時間短縮や人手の省略
化ができる。また、パターン・レイアウト設計の知識の
浅い者でも、この装置の支援により、レイアウトの配置
、配線に基づく回路の特性２品質などを考慮した設計が
できる。

以上の例において、第１図ではフロアプラン概略図α嘩
とフロアプラン知識ルールのデータ＋２１が入力される
場合、後者は、前もって入力され蓄えられるように通常
は行われる。しかし、これは必要に応じて追加、変更し
たりフロアプラン概略図α９と同一に入力処理すること
も可能である。

なお上記実施例では第１Ｍにおけるフロアプラン推論機
能（２４）　、フロアプラン知識ルール（２５）が別個
の装置から成るように示したが、それぞれの中のソフト
フェアの機能は同一メモリ装置内で別々のファイルとし
て扱うことができる。

更に、機能ブロックを変更・モディファイする場合、配
置、大きさなどの例を示したが、形状も必要に応じて変
更しスペースを有効に利用しながら配線など行い易いよ
うに機能させることもできる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明に係るフロアプラン設計支
援装置では、チップのパターン・レイアウト知識のルー
ルに基づいて手書きしたフロアプラン概略図を入力する
だけで、そのルールに適さないものはピンクアップされ
、配置、配線がルールに合うように推論機能が彷いてモ
ディファイされる。したがって従来、経験の浅い設計者
では気づかない点を指摘し、変更しながら、フロアプラ
ン図が生成されるので、設計知識を支援しミスを減少し
、フロアプランの設計時間１人工の削減などが期待され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例におけるフロアプラン設計
支援装置の処理構成のブロック図、第２図は第１図の装
置の動作を示すフローチャート、第３図ｔａｌ、　ｌｂ
ｌは第１図の装置によるフロアプラン処理を説明するた
めのＩＣチップの模式上面図で、ｌａｌは人力用手書き
のフロアプラン概略図、山）は処理結果のフロアプラン
図である。第４図は従来のフロアプラン設計支援装置の
処理構成のブロック図、第５図は第４図の装置の処理を
示すフローチャートである。 図において、ａＩはフロアプラン概略図、＋２１はフロ
アプラン知識ルールのデータ、（２１）は入力装置、（
２２）は表示装置、（２３）はコンピュータ本体、（２
４）はフロアプラン推論機能、（２５）はフロアプラン
知識ルール、（２６）はセル・ブロックのデータ、（２
７）は補助メモリ、（２Ｂ）は出力結果、（３０）〜（
３８）は行程、 （４０）はパラ ド、 （４１）〜（４５）はプロ ツタ・ は電源である。 なお、 図において同一符号は同一、 又は相当部 分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　回路ブロック、電源、配線、パッドなどを持つＩＣの
   チップレイアウト設計において、パターンレイアウトと
   回路特性、配置、配線に関する知識に基づくフロアプラ
   ン知識ルール、パターン・レイアウトの設計ルールをも
   とに推論を行うフロアプラン推論プログラムを搭載する
   コンピュータシステムから成り、フロアプラン概略図を
   入力することにより、機能ブロック、電源、パッド、配
   線などが、適切な配置、配線を推論してモディファイ処
   理し、フロアプラン図とアドバイス、メッセージなどを
   出力することを特徴とするフロアプラン設計支援装置。