JPH02305452A - 集積回路用コンパクション法 - 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］ 本発明は集積回路用コンパクション法、特に１次元アル
ゴリズムで擬似２次元コンパクションを行う集積回路用
コンパクション法に関する。

［従来の技術］ 集積回路、特に大規模集積回路（ＬＳＩ）は、通常、以
下のプロセスを経て製造される。

（イ）システム仕様に基づきＬＳＩの機能仕様を作成し
、動作の詳細を設計する機能設計プロセス。

（ロ）ゲートとゲートの接続関係、即ち論理回路構成に
主眼をおいた設計を行う論理設計ブロセス。

（ハ）ＬＳＩの製造条件に基づき使用するトランジスタ
の形状、電気特性などを設計するデバイス設計プロセス
。

（ニ）論理セルライブラリに使用する基本論理単位とデ
バイス設計によって得られたトランジスタライブラリを
組み合わせて基本回路または回路セルの設計を行い回路
シミュレータにより性能を予測する回路設計プロセス。

（ホ）ＬＳＩマスクのパターンを作成するレイアウト設
計プロセス。

（へ）レイアウト設計プロセスのマスクパターンを用い
てＬＳＩを製造する製造プロセス。

これらのプロセスのうち、特にレイアウト設計プロセス
はＬＳＩ設計の中で最も重要な設計プロセスであり、論
理設計により得られた接続情報と回路設計により準備さ
れた論理セルライブラリを用いて論理ゲートの配置、配
線を行うプロセス（ａ）初期レイアウトの上下関係をそ
れぞれ直交する２方向であるＸ方向とＹ方向に有向グラ
フを用いて表現し、それをデザインルールの許す範囲内
でコンパクションを行い最小化されたレイアウトデータ
を得る有向グラフ法。

（ｂ）初期レイアウトにおいてＸ方向あるいはＹ方向に
一定幅のスペースが完全に横切っている帯状部位を発見
し、その帯状部位をコンパクションするコンプレッショ
ンリッジ法。

（Ｃ）初期レイアウトのＸ方向あるいはＹ方向の一夕を
順番に並べてそれぞれバーチュアルグリッドに登録し、
それぞれのグリッドをデザインルールの範囲内で接近さ
せるバーチコアルグリッド法。

これらのコンパクション法のうち、（ｂ）のコンプレッ
ションリッジ法はアルゴリズム的に明確で設計しやすい
が、縮小化のポイントである配線の折れ曲がり（ジョグ
）がシアライン（帯状部位のとぎれるライン）で決定さ
れてしまうという欠点がある。

また、（Ｃ）のバーチコアルグリッド法においても、処
理時間は速いものの各グリッドの順番を入れ替えること
が出来ず、本来コンパクションされるべき領域がコンパ
クションされない等の欠点がある。このため、現在の能
力、将来の可能性を考慮すると、（ａ）の有向グラフ法
が現在量も有望視されている。

第４図に従来の有向グラフ法を用いたコンパクション法
のフローチャートを示す。初期レイアウトにおける機能
ブロックや配線のデータを読み込み内部表現に変換して
データファイルを作成する（ステップ１０）。そして、
コンパクション方向等の初期パラメータを設定しくステ
ップ１２）、線分データを作成する（ステップ１４）。

次に、この線分データに基づき有向グラフを作成するの
であるが（ステップ１　Ｂ）　、以下第５図を用いてこ
の有向グラフ作成ステップ１６を説明する。第５図は機
能ブロックＡ、　　Ｂ及び配線ｎ１の初期レイアウトを
示しており、図中Ｏｘ及びＯＹは互いに直交するコンパ
クション方向を表わしている。

この初期レイアウトの線分データとして図のようにＯＹ
方向の各線分にａｌ、ｂｌ等の符号を付しその端点の座
標を読み込んでおく。そして、各線分を節とし上下関係
と接続関係を元にして次のように枝を設けていく。即ち
、 （１）ある２接点に対応する配線又はブロックが同−Ｘ
座標上で隣り合う場合には、これらの接点間に枝を設け
る。なお、この操作においては製造条件に応じたデザイ
ンルールで定められた大きさや下限距離を考慮にいれる
こととする。

（ＩＩ）接続すべきブロックと配線に対応する節点間に
も枝を設ける。

（１１１）技の向きはＹ座標の大きいものから小さいも
のへ向かうように定め、同−Ｙ座標を持つ場合には任意
に定める。

（ｉｖ）（１）〜（１１１）で作成されたグラフがサイ
クルを有する場合にはそのサイクル状の節点のうち交差
する２つの配線を求め、その配線を２つに分割すること
によりサイクルを解除する。

このようにして作成されたＯＹ方向の有向グラフが第６
図に示されており、太い技は面間距離が固定であること
を、また細い技は面間距離がデザインルールで定まる下
限距離までコンパクト化できることを示している。

有向グラフが作成された後は、１次元コンパクションス
テップ１８に移行し、コンパクションを行う。

そして、一方向（ＯＹ方向）へのコンパクションが行わ
れた後はコンパクション方向を変更しくステップ２０）
、以下同様のステップを繰り返すことによりＯＸ及びＯ
Ｙ方向のコンパクションを行うことができる。

第７図にまずＯＹ方向のコンパクションを行い、その後
ＯＸ方向のコンパクションを行ったときの機能ブロック
及び配線の配置を示す。第５図に比べ全体の面積が縮小
化されコンパクションされていることがわかる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のコンパクション法においては幾つ
かの問題が生じていた。前述したように、従来のコンパ
クション法においては有向グラフを元にデザインルール
の許す範囲で順次−次元コンパクションを行うため、た
とえば第８図に示されるように機能ブロックＡ、Ｂ及び
配線ｎｌ、ｎ２゜ｎ３の初期レイアウトをコンパクト化
する場合、その有向グラフは第９図のようになり機能ブ
ロックＡの線分ａ１と機能ブロックＢの線分ｂ１との間
に３つの配線ｎｌ、ｎ２．ｎ３が存在するために、第１
０図に示すように機能ブロックＢはＯＹ方向にコンパク
ションされなくなってしまう。

従って、コンパクション方向を変更してＯＸ方向へ更に
コンパクションすると第１１図に示すレイアウトとなり
、図中一点鎖線で示す領域が無効領域として残ってしま
うのである。

もちろん、この問題はＯＹ方向へのコンパクションを行
うときにはＯＸ方向への移動を考えない一次元のコンパ
クションを行うことに起因しており、このためＯＹ方向
と共にＯＸ方向へのコンパクションを同時に行う２次元
コンパクションも提案されているが、そのアルゴリズム
は極めて複雑なものとなり、未だ実用化には至っていな
い。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は一次元コンパクシジンのアルゴリズムで擬似２
次元コンパクションを行いコンパクション効率を向上さ
せることが可能な集積回路用コンパクション法を提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は集積回路製造用の
マスクパターンを作成するために複数の機能ブロック及
び配線のレイアウトを製造条件に応じた所定の下限距離
を確保しつつコンパクト化する集積回路用コンパクショ
ン法において、前記機能ブロック及び配線のレイアウト
をコンパクト化する方向を決定するコンパクション方向
決定プロセスと、このプロセスにて決定されたコンパク
ション方向とは垂直の方向の下限距離を前記所定の下限
距離よりも小さく変更する変更プロセスと、コンパクシ
ョン方向に対しては製造条件に応じた前記所定の下限距
離を、コンパクション方向とは垂直方向に対しては前記
変更された下限距離をそれぞれ確保しつつ前記コンパク
ション方向決定プロセスにて決定された方向へレイアウ
トをコンパクト化する第１コンパクションプロセスと、
製造条件に応じた前記所定の下限距離を確保しつつ前記
コンパクション方向とは垂直方向へ前記プロセスにて得
られたレイアウトをコンパクト化する第２コンパクショ
ンプロセスとを有したことを特徴としている。

［作用〕 本発明は上述のプロセスを有し、コンパクション方向を
決定した後（ＯＹ方向と仮定する）、この方向とは垂直
方向（ＯＸ方向と仮定する）の下限距離をデザインルー
ルで定まる所定の下限距離よりも小さく変更してコンパ
クションを行う。

すると、例えば機能ブロックと複数の配線が順次コンパ
クションされる場合、ＯＹ方向の機能ブロックと配線の
最小間隔または配線相互間の最小間隔はデザインルール
で定まる所定の下限距離であるがＯｘ方向の機能ブロッ
クと配線の最小間隔または配線相互間の最小間隔はそれ
より小さくできるので配線の折れ曲がり（ジョグ）部位
を機能ブロックとのＯｘ方向の距離がより小さくなるよ
うに、または配線相互間のＯｘ方向の距離がより小さく
なるように設定できる。

したがって、機能ブロックと配線間の、または配線相互
間のＯｘ方向の距離はＯｘ方向のコンパクションの結果
実質的に縮小されたこととなり、機能ブロック及び配線
のＯｘ方向への移動を行わずにＯｘ方向の距離の縮小化
を図ることができる。

そして、更に前記コンパクション方向とは垂直方向即ち
Ｏｘ方向へコンパクションを行う際には、再びデザイン
ルールで定まる所定の下限距離でコンパクションを行う
ことにより機能ブロックと配線間の、または配線相互間
のＯｘ方向の最小距離を所定の下限距離に復帰させると
ともにＯｘ方向のコンパクションを行うことができ、結
局デザインルールで定まる下限距離を確保しつつＯＸ及
び０Ｙ方向の同時コンパクション、即ち２次元コンパク
ションが行われ、従来コンパクションできなかったもの
をコンパクションできるようになる。

［実施例］ 以下、図面を用いつつ本発明に係る集積回路用コンパク
ション法の好適な実施例を説明する。

第１図は本実施例のフローチャートである。従来と同様
に、まず初期レイアウトにおける機能ブロックや配線の
データを読み込み内部表現に変換してデータファイルを
作成する（ステップ１０）。

本実施例においては、′従来技術との差異を明らかにす
るために従来ではコンパクションできなかった初期レイ
アウト、即ち第８図に示されるように機能ブロックＡ、
Ｂ及び配線口１、ｎ２、ｎ３が存在する初期レイアウト
のコンパクションを行つこととする。

データファイル作成後、コンパクション方向を設定する
（ステップ１２）。そして、コンパクション時の機能ブ
ロックと配線間、あるいは配線相互間の最小距離を表わ
すために倍率パラメータなるパラメータを導入し、最小
距離とデザインルールで定まる下限距離の比率を表わす
ものと定義する（ステップ１３）。このステップ１３で
はコンパクション方向とは垂直方向、即ちＯｘ方向の下
限距離即ち最小距離をデザインルールによる所定の下限
距離よりも小さく変更するこ、ととし、このため本実施
例ではＯｘ方向の倍率パラメータをＯｘ方向の倍率パラ
メータｌに対して１／ｎ（ｎ−２、３，４・・・）と設
定し、特に本実施例ではｎ−２とした。

倍率パラメータを設定した後、第８図の初期レイアウト
の線分データリストを作成しくステップ１４）、有向グ
ラフを作成する（ステップ１６）。

このときの有向グラフは従来と同様に第９図となるが、
この有向グラフを元にＯｘ方向のコンパクションを行う
と、Ｏｘ方向の倍率が１／２となっているため機能ブロ
ックと配線間の下限距離及び配線相互間の下限距離がＯ
ｘ方向はＯｘ方向に比べて１／２となり、第２図に示す
ように従来と同様にＯｘ方向への移動を行う事なく機能
ブロックＢがＯｘ方向にコンパクションされていること
がわかる。

次に、コンパクション方向をＯｘ方向に変更しくステッ
プ２０）、再び線分データリストを作成して有向グラフ
を作り、Ｏｘ方向のコンパクションを行う（ステップ２
５）。その後、コンパクション方向を再び変更、すなわ
ちＯｘ方向とし、同時に倍率パラメータを１に変更する
（ステップ２７）。そして、再びステップ１４以降の各
ステップを繰返すが、このとき、前述したようにＯｘ方
向及びＯｘ方向の倍率パラメータは共に１であるのでコ
ンパクションするときの下限距離はデザインルールによ
る所定の下限距離となり、前述のＯｘ方向コンパクショ
ンにて縮小されたＯｘ方向の下限距離が所定の下限距離
に復帰して第３図に示すレイアウトとなり、従来無効領
域となっていた領域に機能ブロックＢがコンパクション
されてコンパクション効率が向上していることがわかる
。

このように、本実施例においてはステップ１２にてコン
パクション方向を決定し、ステップ１３にてコンパクシ
ョン方向とは垂直方向の下限距離をデザインルールの所
定の下限距離よりも小さく設定してコンパクションを行
うことにより擬似２次元コンパクションを実現すること
ができ、従来コンパクションできなかったレイアウトを
もコンパクションすることができる。

なお、本実施例においては倍率パラメータをｎ−２とし
た場合のコンパクションを示したが、もちろん必要に応
じてｎ−３，４と順次変化させ、第１図のフローチャー
トに示されるごとく所定の倍率パラメータとなるまでコ
ンパクションを続けることにより最適のコンパクション
効率を得ることが可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば１次元アルゴリズ
ムで２次元のコンパクションを行うことができるので、
コンパクションの効率を向上させ、集積回路製造時のチ
ップ歩留まりを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る集積回路用コンパクション法の一
実′施例のフローチャート図、第２図及び第３図は同実
施例によるコンパクションの説明図、 第４図は従来の集積回路用コンパクション法のフローチ
ャート図、 第５図乃至第１１図は同コンパクション法によるコンパ
クションの説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 集積回路製造用のマスクパターンを作成すべく複数の機
   能ブロック及び配線のレイアウトを機能ブロック及び配
   線間の距離が製造条件に応じた所定の下限距離以上であ
   るようにコンパクト化する集積回路用コンパクション法
   において、 前記機能ブロック及び配線のレイアウトをコンパクト化
   する方向を決定するコンパクション方向決定プロセスと
   、 このプロセスにて決定されたコンパクション方向とは垂
   直の方向の下限距離を前記所定の下限距離よりも小さく
   変更する変更プロセスと、 コンパクション方向に対しては製造条件に応じた前記所
   定の下限距離を、コンパクション方向とは垂直方向に対
   しては前記変更された下限距離をそれぞれ確保しつつ前
   記コンパクション方向決定プロセスにて決定された方向
   へレイアウトをコンパクト化する第１コンパクションプ
   ロセスと、製造条件に応じた前記所定の下限距離を確保
   しつつ前記コンパクション方向とは垂直方向へ前記プロ
   セスにて得られたレイアウトをコンパクト化する第２コ
   ンパクションプロセスと、 を有したことを特徴とする集積回路用コンパクション法
   。