JPH05183054A - 機能ブロック間配線方法及び機能ブロック間配線領域圧縮方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、スライシング構造における配線領
域に対してチャネル配線問題だけでなく、迂回配線やデ
ッドスペースを削減するために１００％配線終了を保証
したスイッチボックス配線問題を導入したブロック間配
線方法を提供することを目的とする。 【構成】 本発明の機能ブロック間配線方法は、複数の
機能ブロックとの間をネットの接続情報に従って配線す
るブロック間配線において、配線領域を定義する配線領
域定義ステップ１と、ネットがどの前記配線領域を通過
するかを決定する概略配線ステップ２と、配線領域定義
ステップ１によって得られた配線領域の内、端子の位置
が未定義である辺が３辺である配線領域に対して、未定
義端子位置を定義する端子位置決定ステップ３と、端子
位置決定ステップ３によって決定された端子位置に従っ
て配線領域内で配線を行うスイッチボックス配線ステッ
プ４と、スイッチボックス配線ステップ４で配線しなか
った配線領域を配線するチャネル配線ステップ５を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機能ブロック間をネッ
トの接続情報に従って配線する機能ブロック間配線方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大規模化・複雑化するＬＳＩ設計
を効率的に開発するために、計算機支援による設計自動
化が進められている。この設計自動化の中で、最も自動
化が進んでいるのはレイアウト設計の分野である。レイ
アウト設計の主な仕事は、ある論理機能をもつセル又は
ブロックの配置及びその間の配線である。

【０００３】チップ（又はブロック）レイアウトは２通
りのレイアウト構造に分類できる。１つはスライシング
構造と呼ばれるものであり、スライシング構造とは、各
階層のレイアウト構造においてブロック内部を横切らな
いで垂直又は水平にレイアウト領域を必ず２分割カット
できる構造のことを言う。この構造で行う配線はすべて
チャネル配線手法で配線することができる。もう１つは
ノンスライシング構造と呼ばれるものである。１００％
レイアウト完了を保証できるスライシング構造が広く採
用されている。

【０００４】スライシング構造のチップレイアウトを図
５に示す。図５において、５０１はチップを縦または横
にカットするカットラインであり、配線領域に対応して
いる。５０２は機能ブロック、５０３はI/Oブロックで
ある。ここでチャネル配線問題とは、２行水平並行辺上
に位置固定の結線要求端子が存在し、かつ２行垂直並行
辺上に位置浮動の結線要求端子が存在したチャネル配線
問題のことを言う。このチャネル配線問題はその問題の
性質から１００％配線完了が保証されている。従って、
スライシング構造のチップレイアウトは、チャネル配線
手法を用いるだけで配線が行えるので、１００％レイア
ウト終了が保証されている。

【０００５】しかしながら、すべての配線領域をチャネ
ル配線問題で解く制約があるため、迂回配線やデッドス
ペース（配線無効領域）を大きく発生させる可能性があ
り、結果的にチップ面積を増大させることがある。例え
ば、図６はその一例である。もしこのブロックの配置で
配線をチャネル配線方法のみで行なえば、迂回配線が必
ず発生させることになる。同図からチップ面積の増大に
つながることは明らかである。図６において、６０１は
機能ブロック間の配線パターンである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】チップを生成する（Ｌ
ＳＩを製造する）観点からみると、１００％レイアウト
完了というのは必要条件であると言える。その点からみ
ると、スライシング構造でレイアウトするのは合理的で
ある。しかし、上記で述べたように、ある場合（例えば
図６）において迂回配線やデッドスペースを大きく発生
させるという問題点があった。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑み、スライシン
グ構造における配線領域に対してチャネル配線問題だけ
でなく、迂回配線やデッドスペースを削減するために１
００％配線終了を保証したスイッチボックス配線問題を
導入した機能ブロック間配線方法を提供することを目的
とする。

【０００８】また本発明は、１００％配線終了を保証し
たスイッチボックス配線問題を生成する端子位置決定方
法を備えた機能ブロック間配線方法を提供するものであ
る。

【０００９】また本発明は、１００％配線終了を保証し
たスイッチボックス配線方法を備えた機能ブロック間配
線方法を提供するものである。

【００１０】また本発明は、一度レイアウト終了したチ
ップに対して、改めて配線領域を定義し直し、各配線領
域においてチャネルコンパクションを行う機能ブロック
間配線領域圧縮方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
機能ブロック間配線方法は、複数の機能ブロックとの間
をネットの接続情報に従って配線するブロック間配線に
おいて、配線領域を定義する配線領域定義ステップと、
ネットがどの前記配線領域を通過するかを決定する概略
配線ステップと、前記配線領域定義ステップによって得
られた配線領域の内、端子の位置が未定義である辺が３
辺である配線領域に対して、未定義端子位置を定義する
端子位置決定ステップと、前記端子位置決定ステップに
よって決定された端子位置に従って配線領域内で配線を
行うスイッチボックス配線ステップと、前記スイッチボ
ックス配線ステップで配線しなかった配線領域を配線す
るチャネル配線ステップとを備えたものである。

【００１２】また、本発明の請求項２に係る機能ブロッ
ク間配線方法は、上記端子位置決定ステップとして、端
子位置が未定義である向い合う２辺上の端子について、
異なるネット間の交差を最小化する端子の並びを求める
端子相対位置決定ステップと、他のネットとの交差を最
小化した前記端子の並びに変更する端子相対位置変更ス
テップとを備えたことを特徴とする。

【００１３】また、本発明の請求項３に係る機能ブロッ
ク間配線方法は、上記スイッチボックス配線ステップと
して、他のネットとの交差をしないで配線を完了するリ
バー配線ステップと、前記リバー配線ステップで配線し
なかったネットを折れ曲がり１以下で配線する直角直線
配線ステップとを備えたことを特徴とする。

【００１４】本発明の請求項４に係る機能ブロック間配
線領域圧縮方法は、複数の機能ブロックとの間をすでに
配線された機能ブロック間配線領域において、配線領域
を複数の配線領域に分割する配線領域分割ステップと、
前記配線領域分割ステップで分割された各配線領域にお
いて、それら配線領域をそれぞれ圧縮する配線領域圧縮
ステップと、前記配線領域圧縮ステップによって圧縮さ
れた配線領域の圧縮分だけブロック及び配線領域を動か
すブロック移動ステップとを備えたものである。

【００１５】

【作用】本発明の請求項１に係る機能ブロック配線方法
は、上記した構成により、１００％レイアウト完了を保
証して、配線領域のデッドスペースを大幅に除去したレ
イアウト結果を得ることができる。

【００１６】本発明の請求項２に係る機能ブロック配線
方法は、上記した構成により、スイッチボックス配線領
域において交差の少ない配線を得る端子位置を決定で
き、１００％レイアウト完了を保証して、配線領域のデ
ッドスペースを大幅に除去したレイアウト結果を得るこ
とができる。

【００１７】本発明の請求項３に係る機能ブロック配線
方法は、上記した構成により、スイッチボックス配線領
域において最小の配線領域で配線を得ることができ、１
００％レイアウト完了を保証して、配線領域のデッドス
ペースを大幅に除去したレイアウト結果を得ることがで
きる。

【００１８】本発明の請求項４に係る機能ブロック間配
線領域圧縮方法は、上記した構成により、一度レイアウ
トが終了した配線領域の大きさが縮小され、デッドスペ
ースを大幅に除去したレイアウトに変換することができ
る。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【００２０】複数の機能ブロックとの間をネットの接続
情報に従って配線する本発明の機能ブロック間配線方法
の流れを、図１の機能ブロック間配線方法の処理フロー
図、図７のブロック間配線図、図８（a）のチャネル定
義図、図８（b）の概略配線結果図、図９のスイッチボ
ックス配線領域図、図１０のチャネル配線領域図を用い
て説明する。

【００２１】初めに、本発明の機能ブロック間配線方法
を図１に従って説明する。図１に示す本発明のフロー
は、配線領域を定義する配線領域定義ステップ１と、ネ
ットがどの前記配線領域を通過するかを決定する概略配
線ステップ２と、配線領域定義ステップ１によって得ら
れた配線領域の内、端子の位置が未定義である辺が３辺
である配線領域に対して、未定義端子位置を定義する端
子位置決定ステップ３と、端子位置決定ステップ３によ
って決定された端子位置に従って配線領域内で配線を行
うスイッチボックス配線ステップ４と、スイッチボック
ス配線ステップ４で配線しなかった配線領域を配線する
チャネル配線ステップ５から構成されている。

【００２２】まず、配線領域定義ステップ１では、配線
を行なうために必要な配線領域を決定するものである。
例えば、図７（a）のようなブロックの配置に対して、
配線領域定義ステップ１を行なうと図８（a）のように
配線領域８０１から８０９が定義される。図７（a）に
おいて、７０１〜７０５は機能ブロック、７０６〜７０
９はI/Oブロックである。また、図８（a）において、８
０１〜８０８はチャネル配線を行なうチャネル配線領域
であり、８０９はスイッチボックス配線を行なうスイッ
チボックス配線領域である。この配線領域８０９の特徴
として、ある１辺上はすべて固定端子群８１０をもち、
その他の辺では浮動端子群８１１をもつ。

【００２３】次に、各ネット（等電位に接続しなければ
ならない端子の集合）の配線がどこのチャネルを通過す
るかを概略配線ステップ２によって決定する。図８
（a）に対して概略配線ステップ２を適用した結果を図
８（b）に示す。図８（b）において、概略配線経路８１
２は点線で示されている。各ネットが通過する配線領域
を決定したとき、同時に、各ネットはその配線領域のど
の辺を通過するかも決定されていることに注意された
い。但し、その辺上におけるネットの相対位置関係は未
決定である。一般にスイッチボックス配線問題はその問
題の性質から１００％配線完了を保証されていない。し
かしスイッチボックス配線領域内を１００％配線できな
ければ、１００％レイアウト終了できない。そこで、必
ずスイッチボックス配線領域内の１００％配線を保証す
る方法として、スイッチボックス配線領域内を通過でき
るネットを次のように限定する。

【００２４】（通過ネット１）スイッチボックス配線領
域にある固定端子につながるネット （通過ネット２）スイッチボックス配線領域をはさむチ
ャネル配線領域（図８（a）では配線領域８０２と８０
４）間を配線するネット 次に、端子位置決定ステップ３によってスイッチボック
ス配線領域８０９における端子位置の相対位置関係を決
定する。この端子位置決定ステップ３はスイッチボック
ス配線領域を最小化にするような端子の相対位置を決定
する。端子位置決定ステップ３は後で詳述する。

【００２５】次に、スイッチボックス配線ステップ４に
よってスイッチボックス配線領域８０９内の配線を行な
う。その一例を図９に示す。図９において、９０１は配
線パターンである。この配線方法は後で詳述する。

【００２６】最後に、チャネル配線ステップ５によって
スイッチボックス配線ステップ４で配線しなかった配線
領域、つまりチャネル配線領域８０１から８０８を配線
し、ブロック間の配線がすべて終了する。その一例を図
１０に示す。ここで用いる配線手法はどんな手法でも構
わない。例えば公知例として、「配線幅可変チャネル配
線の一手法」（第３回回路とシステム軽井沢ワークショ
ップ論文集、ｐｐ.３０２−３０９）がある。本発明を
適用すると、図７（a）に対するブロック間配線結果は
図７（b）となる。

【００２７】次に、本発明の端子位置決定ステップ３を
説明する。本発明の流れを、図２のフロー図、図１１の
端子配置処理分解図を用いて説明する。図２に示すよう
に本発明の端子位置決定ステップ３は、端子位置が未定
義である向い合う２辺上の端子について、異なるネット
間の交差を最小化する端子の並びを求める端子相対位置
決定ステップ６と、他のネットとの交差を最小化した前
記端子の並びに変更する端子相対位置変更ステップ７か
ら構成されている。まず図１１（a）のように、下辺に
固定端子が１１１から１１６まで、左辺に浮動端子が１
１７から１２０まで、右辺に浮動端子が１２１から１２
５まであったとする。ここで接続関係は点線で示されて
いる。

【００２８】端子相対位置決定ステップ６では、左辺上
の浮動端子と右辺上の浮動端子の間に接続関係があるも
のを対であると定義する。図１１（a）では対（端子１
１７,端子１２１）と対（端子１１８,端子１２２）がそ
れに対応する。さらにそれら対の間にはねじれがないよ
うに端子を配置する。すなわち、左辺において上から端
子１１７、端子１１８の順で端子を配置されるならば、
右辺では上から端子１２１、端子１２２の順で端子を配
置しなければならない。以下のステップでは、各辺上の
それら端子の相対位置関係は常に保持される。

【００２９】次の端子相対位置変更ステップ７では、他
ネットとの交差を最小化した端子の並びを求め、スイッ
チボックス配線領域の最小化を行なう。その方法は、固
定端子のある辺と浮動端子のある辺の間にある隅を中心
として波紋を描くように浮動端子の並びを決定する。例
えば、図１１（a）の左辺上の浮動端子は左下隅から端
子１２０、端子１１９、そして端子１１８、端子１１７
の順となる。また、右辺上の浮動端子は右下隅から端子
１２５、端子１２４、端子１２３、そして端子１２２、
端子１２１の順となる。最後に、端子１１３はそれがあ
る向いの辺上正面に置く（端子１２６がそれに当た
る）。以上により、最終結果は図１１（b）になる。

【００３０】次に、本発明のスイッチボックス配線ステ
ップ４を説明する。本発明の流れを、図３のフロー図、
図１２の配線処理分解図を用いて説明する。図３に示す
ように本発明のスイッチボックス配線ステップ４は、他
のネットとの交差をしないで配線を完了するリバー配線
ステップ８と、リバー配線ステップ８で配線しなかった
ネットを折れ曲がり１以下で配線する直角直線配線ステ
ップ９から構成されている。

【００３１】リバー配線ステップ８では、他ネットとの
交差をしないで配線を完了できるネットのみを配線す
る。図１１（b)の問題においてこのステップ８が適用で
きるのは、ネット（端子１１３,端子１２６）以外すべ
てである。そのとき、すべてのネット間のデザインルー
ル（設計規準：例えば線間隔ルール）を満たした最小領
域で実現する（図１２参照）。

【００３２】次の直角直線配線ステップ９では、残った
ネットを折れ曲がり１以下で配線する。図１２の例で
は、ネット（端子１１３,端子１２６）は折れ曲がり０
で、他のネットは折れ曲がり１で配線できる。ここで、
１２１は第１層配線、１２２は第２層配線であり、１２
３は第１層配線１２１と第２層配線１２２をつなぐコン
タクトを表す。以上のステップにより、最小の配線領域
でスイッチボックス配線することができる。スイッチボ
ックス配線４を図８（a）におけるスイッチボックス配
線領域８０９に適用すると、図９のようになる。

【００３３】図７（b）は本発明を適用したときの配線
結果図であり、図６は従来のブロック間配線方法を用い
て配線した結果図である。両図から明らかなように、レ
イアウト面積の縮小化が図られ、本発明により高密度な
レイアウトが実現できる。

【００３４】次に、本発明の機能ブロック間配線領域圧
縮方法の流れを、図４のフロー図、図７のブロック間配
線図、図１３の配線領域圧縮方法分解図を用いて説明す
る。

【００３５】図４に示す本発明のフローは、配線領域を
複数の配線領域に分割する配線領域分割ステップ１０
と、配線領域分割ステップ１０で分割された各配線領域
において、それら配線領域をそれぞれ圧縮する配線領域
圧縮ステップ１１と、配線領域圧縮ステップ１１によっ
て圧縮された配線領域の圧縮分だけブロック及び配線領
域を動かすブロック移動ステップ１２から構成されてい
る。例えば図１３（a）のようなブロック間配線結果が
あったとする。

【００３６】まず、配線領域分割ステップ１０によって
スイッチボックス配線領域１３１を含んで配線領域を分
割する。図１３（b）はその結果に対して配線領域分割
をした後を示す。

【００３７】次に、配線領域圧縮ステップ１１によって
各配線領域に対して配線領域の圧縮を行なう。ここで注
意しなければならないのは、圧縮する方向である。圧縮
する方向は配線領域と機能ブロックが接する辺に対して
垂直な方向である。例えば、図１３（b）の配線領域１
３１は図の矢印方向に圧縮する。ここで配線領域を圧縮
する方法は、公知例「マクロセル方式レイアウト対応チ
ャネルルータの一手法」（第３回回路とシステム軽井沢
ワークショップ論文集、ｐｐ.３１０−３１７）などそ
の他いずれの方法を用いてもよい。

【００３８】次に、ブロック移動手段ステップ１２によ
って圧縮された配線領域の圧縮分だけその配線領域の上
辺にあるブロックまたは配線領域を下辺に移動させる。
定義された配線領域の数だけ配線領域圧縮ステップ１１
とブロック移動ステップ１２が繰り返される。図１３
（a）は本発明を適用する前の初期レイアウト結果であ
り、図１３（ｃ）は本発明を適用した後を示す。

【００３９】同図から明らかなように、本発明によって
高密度なレイアウトが生成できることがわかる。また、
本発明の手続きからも明らかなように、配線領域を分割
して配線領域の圧縮を行っているので、処理時間の短縮
にも有効である。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スライシング構造における配線領域に対してチャネル配
線問題を適用するだけでなく、１００％配線終了を保証
したスイッチボックス配線問題を導入することにより、
迂回配線やデッドスペースを削減できるブロック間配線
レイアウトを得ることが可能であり、その効果は顕著で
ある。

【００４１】または、既にレイアウトされた結果に対し
て配線領域だけを再度配線領域圧縮することにより、迂
回配線やデッドスペースを削減できるブロック間配線レ
イアウトを得ることが可能であり、その効果は顕著であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における機能ブロック間配線
方法の処理フロー図

【図２】同実施例における端子位置決定方法の処理フロ
ー図

【図３】同実施例におけるスイッチボックス配線方法の
処理フロー図

【図４】同実施例における機能ブロック間配線領域圧縮
方法の処理フロー図

【図５】スライシング構造のチップレイアウト図

【図６】従来のブロック間配線方法によるチップレイア
ウト図

【図７】本発明の一実施例における機能ブロック間配線
の結果を示す図

【図８】同実施例における機能ブロック間配線の流れを
示す分解図

【図９】同実施例におけるスイッチボックス配線した結
果を示す図

【図１０】本発明の一実施例におけるチャネル配線した
結果を示す図

【図１１】同実施例における端子位置決定方法を示す分
解図

【図１２】同実施例における図１１（b）に対するスイ
ッチボックス配線結果を示す図

【図１３】同実施例における機能ブロック間配線領域圧
縮方法を示す分解図

【符号の説明】

１ 配線領域定義ステップ ２ 概略配線ステップ ３ 端子位置決定ステップ ４ スイッチボックス配線ステップ ５ チャネル配線ステップ ６ 端子相対位置決定ステップ ７ 端子相対位置変更ステップ ８ リバー配線ステップ ９ 直角直線配線ステップ １０ 配線領域分割ステップ １１ 配線領域圧縮ステップ １２ ブロック移動ステップ ５０１ カットライン ５０２ 機能ブロック ５０３ I/Oブロック ６０１ 配線パターン ８０１〜８０８ チャネル配線領域 ８０９ スイッチボックス配線領域 ８１２ 概略配線経路 １３１ 配線領域

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の機能ブロックとの間をネットの接続
   情報に従って配線するブロック間配線において、配線領
   域を定義する配線領域定義ステップと、ネットがどの前
   記配線領域を通過するかを決定する概略配線ステップ
   と、前記配線領域定義ステップによって得られた配線領
   域の内、端子の位置が未定義である辺が３辺である配線
   領域に対して、未定義端子位置を定義する端子位置決定
   ステップと、前記端子位置決定ステップによって決定さ
   れた端子位置に従って配線領域内で配線を行うスイッチ
   ボックス配線ステップと、前記スイッチボックス配線ス
   テップで配線しなかった配線領域を配線するチャネル配
   線ステップとを備えた機能ブロック間配線方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の端子位置決定ステップは、
   端子位置が未定義である向い合う２辺上の端子につい
   て、異なるネット間の交差を最小化する端子の並びを求
   める端子相対位置決定ステップと、他のネットとの交差
   を最小化した前記端子の並びに変更する端子相対位置変
   更ステップとを備えた機能ブロック間配線方法。
3. 【請求項３】請求項１記載のスイッチボックス配線ステ
   ップは、他のネットとの交差をしないで配線を完了する
   リバー配線ステップと、前記リバー配線ステップで配線
   しなかったネットを折れ曲がり１以下で配線する直角直
   線配線ステップとを備えた機能ブロック間配線方法。
4. 【請求項４】複数の機能ブロックとの間をすでに配線さ
   れたブロック間配線領域において、配線領域を複数の配
   線領域に分割する配線領域分割ステップと、前記配線領
   域分割ステップで分割された各配線領域において、それ
   ら配線領域をそれぞれ圧縮する配線領域圧縮ステップ
   と、前記配線領域圧縮ステップによって圧縮された配線
   領域の圧縮分だけブロック及び配線領域を動かすブロッ
   ク移動ステップとを備えた機能ブロック間配線領域圧縮
   方法。