JPH03274751A - 集積回路の自動配線方法 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は、配線処理を実行しながら自動的に調整され
るパラメータ値を用いて配線処理がなされる集積回路の
自動配線方法に関する。

（従来の技術） 近年、半導体技術の急激な発展にともなって、集積回路
の大規模化、多機能化が進んでいる。これにより、１チ
ツプには膨大な数の素子が集積化されることになる。

このように、集積回路が大規模化すると、人手による開
発には限界が生しるため、設計等を自動的に行なう各種
のプログラムをツールとして備えたＣ　Ａ　Ｄ　（Ｃｏ
ｓ＋ｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｄｅｓｆｇｎ　）が多用
される。

集積回路を開発するＣＡＤツールの１つとして、例えば
集積回路の結線を自動的に行なう自動配線プログラムで
は、プログラムの開発段階にあっては、プログラムが適
用される対象の状態変化を予測してこれ対処することは
不可能であるため、状態変化を決定する要素としてパラ
メータが与えられる。このパラメータは、その値が固定
されておらず、後に実験を行なって必要なデータを収集
し、収集したデータに基づいて調整される。

このようなパラメータを含む自動配線プログラムにあっ
ては、同じプログラムであっても、パラメータの値を変
えるだけで、格段に良い配線結果が得られることがある
。このため、パラメータの調整にあっては、数多くの実
験を繰り返し行なわなければならず、多大な労力と時間
を要し、極めて困難な作業であった。また、パラメータ
値は通常平均的なモデルに適合するように調整されるた
め、複雑なモデルや条件の変化等によって、パラメータ
値は再調整が必要となる。

一方、パラメータ値はその調整が不十分であると、プロ
グラムを運用した際に十分に満足のいく結果が得られず
、プログラムか有効に機能しないことになる。

（発明が解決しようとする課８） 以上説明したように、集積回路の開発に用いられている
従来の自動配線プログラムにあっては、プログラムの中
で設定されるパラメータ値の調整が極めて手間を要する
作業であるとともに、パラメータ値の最適化は困難であ
った。

また、パラメータ値か調整されてから再調整がなされる
間は、パラメータ値が最適化されていない固定された状
態でプログラムか運用されるため、良好な配線結果を安
定して得ることはできなかった。

そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであり
、その目的とするところは、パラメータ値を自動的かつ
最適に調整することを可能とし、良好な配線結果を得る
ことができる集積回路の自動配線方法を提供することに
ある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、集積回路の配
線処理をパラメータにより制御して自動的に配線する際
に、前記パラメータは所定範囲内で連続的に変化する連
続パラメータ値を有し、このパラメータ値の中で離散的
に抽出された複数の離散パラメータ値に従って配線決定
処理を実行し、実行された配線決定処理における配線決
定結果を評価基準にしたがって評価し、得られた評価結
果に応じて、前記連続パラメータ値の評価結果を求め、
この連続パラメータ値の評価結果を既に求められた連続
パラメータ値に対応する評価結果に累積更新し、この累
積更新された評価結果の中で所定の基準を満足するパラ
メータ値ほど選択され易くなるような確率で次の配線決
定処理のパラメータ値を決定するように構成される。

（作用） 上記構成において、この発明は、配線処理を実行する毎
に得られる配線処理の評価結果にしたがって更新される
パラメータ値の中がら、評価結果の良いパラメータ値は
と高い確率で選択される様な条件で選択されたパラメー
タ値を用いて次の配線処理を行なうようにしている。

（実施例） 以下、図面を用いてこの発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明の一実施例に係わる集積回路の自動配
線方法によって集積回路の配線を自動的に行なう装置の
要部構成を示す図であり、第２図は第１図に示す装置の
動作フローチャートである。

第１図に示す実施例の構成では、パラメータの値を予め
設定された配線領域の配線終了毎に配線結果に応じて更
新するようにしている。

第１図において、装置は配線処理部１、配線記憶部２、
出力部３、評価部４、評価値決定部５、評価値記憶部６
、パラメータ値決定部７を備えている。

配線処理部１は、配線処理を行なうために必要な配線情
報及びパラメータ値を入力して、これらの情報にしたが
って配線処理を実行する。

この実施例に示す自動配線処理では、第３図に示すよう
に１つのチップを多数の配線領域２１に分割し、各々の
配線領域２１を順次配線することによってチップ全体の
配線を完成させるようにしている。また、この実施例に
示す配線処理の手順は、各々の配線領域２１における具
体的な配線経路を決定するものである。配線領域２１を
適宜に分割する各々の概略配線格子２２の内、どの格子
を配線が通過するかを示す概略配線経路は、別の配線プ
ログラムによって決定される。

配線処理部１は、上述した各々の配線領域における配線
処理を、矩形領域の外周に配置された端子間を結線する
一種の「スイッチボックスルータ」と見なして実行する
。すなわち、配線処理部１は、配線領域内部の端子間を
線分探索法により逐次結線して配線処理を行なう。

線分探索法等の逐次配線法では、それまでに敷設された
配線がこれから敷設しようとする配線に妨害を与える可
能性があるといった欠点を有している。特に、配線が引
出されていない端子の近傍に他の配線が敷設された場合
には、配線が引出されていない端子の配線経路は制約を
受け、配線を困難にしている。

このような不具合を解消するために、配線処理部１で実
行される配線処理のルータにあっては、第４図に示すよ
うに、配線領域２１内に配置されたそれぞれの端子３１
．３２から“勢力範囲”３３．３４と称する領域を仮想
的に引出し、配線しようとする端子以外の端子から引出
された勢力範囲を配線禁止領域とするようにしている。

このような勢力範囲を設定することによって、配線され
ていない端子の近傍に他の配線の接近を抑制して、将来
の配線引出しを容易にするようにしている。

このような勢力範囲において、この実施例では、勢力範
囲の長さをパラメータとし、このパラメータの値が後述
するパラメータ値決定部７から配線処理部１に与えられ
る。ここで、パラメータの値は、例えば配線領域の一辺
の長さに対する割合（％）として与えらる。

したがって、配線処理部１は、１つの配線領域に対して
、配線情報となるネットリスト、端子の形状と位置、第
４図に示す配線禁止領域３５の形状と位置及び、概略配
線結果を人力とし、勢力範囲の長さとして与えられるパ
ラメータ値を変化させながらショート箇所がなくなるか
、あるいは予め設定された配線処理の試行回数に達する
まで配線処理を繰り返し実行する。

配線記憶部２は、配線処理部１で実行された配線の配線
結果を格納して記憶する。格納された配線結果は出力部
３に与えられる。

出力部３は配線記憶部２から与えられる配線結果を統合
して出力する。さらに、出力部３は後述する評価値記憶
部６に格納されて記憶された内容を出力する。

評価部４は、配線処理部１て実行された配線結果を、配
線結果の良否の判定基準となる“ショート箇所の個数”
を評価項目として評価する。評価部４は、与えられたパ
ラメータ値に対して実行された配線処理毎にその配線結
果を評価する。評価結果は評価値決定部５に与えられる
。

評価値決定部５は、評価部４から与えられる評価結果に
したがって、試行されたパラメータ値に対してスコア（
評価値）を与える。例えばショート箇所の数をそのまま
パラメータ値に対するスコアとする。したかって、この
ようなスコアの与え方では、スコアが小さいパラメータ
値が用いられた配線処理の方が良好な配線結果を得てい
ることになる。

また、１つの配線領域に対する配線処理の試行回数、す
なわち試行されるパラメータ値の数は限られているため
、実際に試行されたパラメータ値に対してのみ評価され
てスコアが与えられるのでは、評価が不十分となる。し
たがって、パラメータ値は前述したことから、０〜１０
０％の範囲で変化する連続量となることに着目して、評
価値決定部５は、実際に試行されなかったパラメータ値
に対するスコアを、試行されたパラメータ値のスコアか
ら例えば線形補間法によって補間するようにしている。

このような補間処理において、試行された最大のパラメ
ータ値より大きいパラメータ値及び最小のパラメータ値
よりも小さいパラメータ値を補間する場合には、試行さ
れたパラメータ値の中で最も近いパラメータ値と同じス
コアを与える。例えば、１つの配線領域において、３０
％のパラメータ値に対するスコア（ショート箇所）が“
３”６０％のパラメータ値に対するスコアが“１”であ
る場合には、３０％以下のパラメータ値に対するスコア
は“３”、６０％以上のパラメータ値に対するスコアは
“１”となり、３０％〜６０％のパラメータ値に対する
スコアは線形補間によって第５図に示すように割当られ
る。

また、評価値決定部５は、１つの配線領域の配線処理が
終了する毎に得られるスコアを、同一のパラメータ毎に
１つの配線領域の配線処理が終了する毎に順次累積して
、累積スコアを算出する。

算出された累積スコアは、対応するパラメータ値ととも
に評価値記憶部６に与えられる。

評価値記憶部６は、評価値決定部５から与えられる累積
スコアとパラメータ値を格納して記憶する。格納された
内容は必要に応じて出力部３に与えられるとともに、パ
ラメータ値決定部７に与えられる。

パラメータ値決定部７は、評価値記憶部６から与えられ
る累積スコアを用いて、次の配線処理におけるパラメー
タ値を決定する。パラメータ値決定部７は、良い累積ス
コアを持つパラメータ値ほど選択され易くなるような確
率でパラメータ値を確率的に選択して決定する。

したがって、累積スコアは小さいほど良い配線結果を示
すことになるので、パラメータ値が選択される確率は、
そのパラメータ値の累積スコアの逆数に比例することに
なり、パラメータ値が連続量であることから確率分布と
して与えられる。このようにして決定されたパラメータ
値は、配線処理部１に与えられる。

次に、上記構成における作用を第２図に示すフローチャ
ートを参照して説明する。

まず、試行しようとする各パラメータ値に対して初期値
（例えば“１”）を配線処理部１にセットする（ステッ
プ１００）。続いて、配線しようとする配線領域の配線
情報を配線処理部１に人力した後（ステップ１１０）、
試行回数が“１“にセットされ（ステップ１２０）、試
行回数が予め設定され最大試行回数と比較される（ステ
ップ１３０）。

試行回数が最大試行回数を越えない場合には、それまで
に得られた蓄積スコアの逆数に比例する確率で次の配線
処理のパラメータ値がパラメータ値決定部７によって選
択される（ステップ１４０）ここで、第１回目のパラメ
ータ値の選択にあっては、それまでの累積スコアがない
ので、各パラメータ値は均等な確率で選択されることに
なる。

選択されたパラメータ値は、パラメータ値決定部７から
配線処理部１に与えられ、配線領域の配線処理が、人力
された配線情報及び選択されたパラメータ値に基づいて
配線処理部１で行なわれる（ステップ１５０）。配線処
理が終了すると、その配線結果が配線記憶部２に格納さ
れて記憶される（ステップ１６０）。

また、配線結果は評価部５に与えられ、配線結果からシ
ョート箇所が探し出され、その数が対応するパラメータ
値とともに評価値決定部５に与えられ、ショート箇所の
個数が試行されたパラメータ値のスコアとして与えられ
記憶される（ステップ１７０）。

配線結果の評価において、ショート箇所がある場合には
、試行回数をインクリメントして（ステップ１８０．１
９０）、上述したステップ１３０〜ステツプ１７０に示
したように、同一の配線領域において、別のパラメータ
値が選択されて配線処理が再び行なわれる。

このように、同一の配線領域においてパラメータ値を変
化させて実行される配線処理にあって、試行回数が最大
試行回数に達するか、あるいは配線結果にショート箇所
がなくなった場合には、それまで試行されたパラメータ
値に対して得られたスコアから試行されていないパラメ
ータ値に対するスコアが補間によって算出される（ステ
ップ１３０，１８０，２００）。算出されたスコアは、
ソレマで得られた同一のパラメータ値に対応する累積ス
コアに加算されて累積され、評価値記憶部６に記憶され
る（ステップ２１０）。

このようにして、１つの配線領域における配線処理が終
了して、次の配線領域の配線処理を行なう際には、評価
値記憶部６に記憶された累積スコアに対応するパラメー
タ値がパラメータ値決定部７に与えられてパラメータ値
が選択され、前述したステップ１１０〜ステツプ２１０
の動作が実行される。

このようにして、１チツプのすべての配線領域における
配線処理が終了すると（ステップ２２０）、得られた配
線結果を統合して出力部３から出力する（ステップ２３
０）。

以上説明した自動配線方法を用いて集積回路の自動配線
を実際に行なった実施例の結果を以下に示す。

上述した自動配線方法が適用されたチップは、５７００
のネットを有し、５４６の配線領域に分割されて配線処
理が行なわれた。

まず、５４６の配線領域のうち無作為に抽出された４つ
の配線領域２１（４種類の線分で示す）でのみ人手によ
りパラメータ値を０〜１００％まで１０％刻みに変化さ
せて配線処理を行なった時のショートの個数を評価する
と、第６図に示すような評価結果が得られた。第６図か
ら明らかなように、パラメータ値としては３０％の値で
最も良好な結果が得られている。

次に、５４６のすべての配線領域において、パラメータ
値を“Ｏ”すなわち勢力範囲がない場合と、パラメータ
値を上述した評価結果から得られた３０％値に固定した
場合と、前述したこの発明の実施例に示したパラメータ
値を自動的に調整する場合の３通りのパラメータ値の設
定方法で配線処理を行なった。このような３通りの配線
処理では、第７図に示すような配線結果が得られた。

第７図において、勢力範囲がない場合にはショート箇所
は３２４ケ所、パラメータ値を３０％に固定した場合の
ショート箇所は７９ケ所、ノくラメータ値を自動的に調
整する場合のショート箇所は３４ケ所である。このこと
から、勢力範囲を設定した方が良好な配線を行なうこと
ができる。さらに、勢力範囲の長さを固定してすべての
配線領域の配線を行なうよりも、パラメータ値を自動的
に調整する場合の方が、ショート箇所の個数が半分以下
に低減され、良好な配線結果を得ることができる。なお
、配線処理時間をＣＰＵが動作した時間とすると、パラ
メータ値を自動的に調整する方法では、いくつか配線領
域において試行錯誤的な配線処理が必要となるので、パ
ラメータ値を固定した場合よりも配線処理時間は６０％
程度長くなっている。

パラメータ値を自動的に調整する場合の方が固定する場
合よりも良い結果が得られることは、それぞれの配線領
域を順次配線処理していく過程において、パラメータ値
の良さが学習によって習得されていることにほかならな
い。このような学習の効果は、第８図に示すように、配
線処理が終了した配線領域の数が多くなるにしたがって
高まり、パラメータ値は最適値へと収束し、パラメータ
の最適値は３５％程度であることが第８図から結論され
る。

また、第８図において、全領域配線後の累積スコアの値
は、そのスコアに対応するパラメータ値を固定して全配
線領域を配線した際のショート箇所の個数の予想値を示
すことになる。しかしながら、′第７図においては、パ
ラメータ値か０％でのショート箇所数は３２４．３０％
で７９であるのに対して、第８図における予想値は０％
で１３２゜３０％で１００．２である。

このように実際の値と予想値との間に差が生じるのは、
線形補間によって予想値がすべて平均化されることに起
因している。

以上述べたように、この実施例にあっては、配線領域の
配線処理が終了する毎にパラメータ値の良さが習得され
るので、配線処理が終了した配線領域が増えるにしたが
って、良好な配線結果を得ることができるパラメータ値
が高い確率で選択されるようになり、ショート箇所の少
ない良好な配線結果を得ることができる。

なお、この発明は、上記実施例に限定されることはなく
、様々な変形例が考えられる。

例えば、評価項目としては、要求されている内容に応じ
て、配線長やビアの数あるいは処理時間等を加えるよう
にしても良い。

また、スコアの与え方としては、ショ−ト箇所がない場
合の方が１つでもある場合に比して、配線結果としては
はるかに良好といえるので、ショート箇所数が“０”の
場合と“１”の場合のスコアの与え方に差を持たせるよ
うにしても良い。

さらに、スコアの与え方は、配線領域の特徴を考慮する
ようにしても良い。ゲートアレイやスタンダードセルを
用いた集積回路の配線領域は概ね均質な配線パターンで
あるのに対して、記憶回路はその周辺領域とメモリ領域
とで異なる配線パターンを有するので、このような集積
回路の配線には、配線領域の特徴を認識して、その領域
に応じてパラメータ値を変更するようにしても良い。

さらにまた、この発明は、複数のパラメータの値をそれ
ぞれ調整するような場合にあっても適用できることは勿
論である。このような場合には、パラメータにおける相
互干渉の有無に応じてスコアの割当を行なうようにすれ
ば良い。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、配線処理毎に
得られた配線結果を評価した評価結果にしたがってパラ
メータ値を自動的に更新するようにしたので、パラメー
タ値を最適値に収束調整させるようにすることができる
。

この結果、このようなパラメータ値を用いて配線処理を
行なうことにより、良好な配線結果を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係わる集積回路の自動配
線方法によって配線処理を行なう装置の構成を示す図、 第２図は第１図に示す装置の動作を示すフローチャート
、 第３図は配線領域の概念を示す説明図、第４図はパラメ
ータ値となる勢力範囲の概念を示す説明図、 第５図はパラメータ値におけるスコアの与え方を示す図
、 第６図乃至第８図はパラメータを用いて行なわれた配線
処理における配線結果を示す図である。 １・・・配線処理部、 ２・・・配線記憶部、 ３・・・出力部、 ４・・・評価部、 ５・・・評価値決定部、 ６・・・評価値記憶部、 ７・・・パラメータ値決定部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）集積回路の配線処理をパラメータにより制御して
   自動的に配線する際に、前記パラメータは所定範囲内で
   連続的に変化する連続パラメータ値を有し、このパラメ
   ータ値の中で離散的に抽出された複数の離散パラメータ
   値に従って配線決定処理を実行し、 実行された配線決定処理における配線決定結果を評価基
   準にしたがって評価し、 得られた評価結果に応じて、前記連続パラメータ値の評
   価結果を求め、 この連続パラメータ値の評価結果を既に求められた連続
   パラメータ値に対応する評価結果に累積更新し、 この累積更新された評価結果の中で所定の基準を満足す
   るパラメータ値ほど選択され易くなるような確率で次の
   配線決定処理のパラメータ値を決定する ことを特徴とする集積回路の自動配線方法。
2. （２）前記連続パラメータ値の評価結果は、前記パラメ
   ータ値より得られた評価結果を補間して求めることを特
   徴とする請求項１記載の集積回路の自動配線方法。