JPH0786883B2

JPH0786883B2 - 網図または諭理回路図自動生成方法およびそのシステム

Info

Publication number: JPH0786883B2
Application number: JP63227030A
Authority: JP
Inventors: 保西山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-09-09
Filing date: 1988-09-09
Publication date: 1995-09-20
Anticipated expiration: 2010-09-20
Also published as: ATE183321T1; EP0950966A3; DE68929052T2; EP0612021A2; EP0612022A3; EP0363017A2; ES2142373T3; DE68929212T2; EP0363017B1; ATE187566T1; ATE193134T1; EP0612020A2; DE68929052D1; EP0950966B1; DE68927433D1; DE68929155D1; ES2285815T3; DE68929212D1; ATE145076T1; EP0612023B1

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、論理図，工程図，関連樹木図，プリント基盤
のレイアウトなどの網図の自動作画するシステムに係
り、特に回路素子や部分回路等の回路部品とその接続情
報から信号の流れが追い易く論理が把握し易い論理図，
機能図あるいは回路図の作成に好適な網図または論理回
路図自動生成方法またはシステムに関する従来の技術従来から論理回路図自動生成に関しては、種々の方法が
提案されている。例えば、特開昭61−204775号公報、
「論理図生成の一手法」，電子通信学会技術報告書、CA
S84−134,1984、特開昭60−205672号公報、特開昭60−1
76177号公報などに記載されている。通常、論理回路図
自動生成は、論理分割により論理回路全体を分割し、各
分割された部分について、自動配置によりその分割され
た部分回路内の各回路部品等の作図シンボルの配置を決
定し、自動配線により回路部品間の配線を決定するとい
う方法あるいは各回路部品を配置した後、分割する方法
等で実現されている。これらは、主に論理回路図をうま
く分割したり、論理回路図の階層的な表現を用いたり、
あるいは回路部品間の接続関係以外に特定の回路部品の
性質を利用することによって見易くするものだった。

また、論理回路図自動生成方法における論理回路図上の
回路部品の配置方法は、従来、作図シンボルの配置可能
な位置を図面上に想定された碁盤の目の位置に限定し、
図面の一端から一定方向（例えば、出力側から入力側あ
るいは入力側から出力側）に作図シンボルを作図シンボ
ル間の結線関係（すなわち回路部品間の接続関係）に従
って順次配置を決定する。この配置決定の手順として
は、まず各作図シンボルを入力端子（つまり、入力ポー
ト）または出力端子（つまり、出力ポート）を起点にし
て、結線関係によってレベル（すなわち、配置のための
列）分けを行う。次に、既に位置の決まっている前列
（レベル）の作図シンボルとの間の結線の交叉を最小に
する。あるいは、それらの全結線の合計長を最小にする
等の方法で、各列内の作図シンボルの位置決めを順次行
う。ただし、この位置決めは、必ずしも１回の実行とは
限らず、通常、出力端子（または入力端子）側から入力
端子（または出力端子）側への順位決定，および逆の方
向の入力端子（または出力端子）側から出力端子（また
は入力端子）側への順次決定を繰り返し実行することに
よって、より良い配置を決定するというのが通例であ
る。しかし、入手でCADシステム（図面エディタ等）で
作成した図面（論理図等）に比べ、見易さという点で格
段の差がある。なお、この種の方式に関するものは、例
えば、情報処理学会第30回全国大会講演論文集（昭和60
年前期）第1901頁から第1904頁，第1973から第1974頁，
特開昭61−204775号公報，電子通信学会技術報告書CAS8
4−134（1984）第47頁から第54頁等に挙げられる。

発明が解決しようとする課題上記従来例は、各回路部品しを表す作図シンボルの配置
やそれらの間の配線に関して、通常、一度仮の配置ある
いは配線を決定し、見易さの面からその結果の配置ある
いは配線を修正するというものであり、処理効率が良く
ない。また、作図シンボルの配置手法も、その作図シン
ボルが接続されているものの重心の位置またはその配線
長の和を小さくする位置に配置するものであり、さら
に、配置処理では、後で処理される配線の見易さに関す
る考慮がなされていない。その結果得られた論理回路図
は必ずしも見易いものではなかった。さらに、論理回路
図自動生成方法ではその使用目的や対象とする回路の特
質やテクノロジーに強く依存したものであり、汎用性の
配慮がなされていなかった。

本発明の目的は、このような従来の問題点を改善し、接
続関係が見易く、図で表現されている内容が理解し易い
網図あるいは論理回路図の効率的な配置・配線が可能で
ある網図あるいは論理回路図自動生成方法またはシステ
ム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は網図のノードのレベル付け方法において、網
図または回路中のループを検出する第１のステップと、
前記ステップで検出されたループに対して、検出された
ループの重複が最大となる箇所を検出する第２のステッ
プと、前記ステップで検出された箇所のうちからループ
の切断点を決定する第３のステップとを設けること、または、既に位置関係が決定されているノードの集合
と、位置関係が未決定のノードの集合と、それらの間の
接続関係から成る２部グラフの最大マッチングによって
対応づけられるノード同志が同一位置になるように位置
関係を決定する第４のステップと、前記ステップにおい
て最大マッチングに飽和していないノードが存在するな
らば、それらに対して位置関係既決定ノードとの直接ま
たは間接的な接続関係に基づいて位置関係を決定する第
５のステップとによって、全てのノードに対して順次レ
ベル毎に位置関係を決定した後、その位置関係に基づい
てレベル方向に直交する方向の配置を決定すること、または、基準レベルのノードあるいは配置の基準となる
ノードの間の位置関係を決定する際に、前記ノードの２
個づつの対（ペア）の全との組合せに対してアークを親
子関係とみた時それらの対の共通の子孫（または先祖）
を検出し、前記対の２つのノードから前記共通の子孫
（または先祖）へ達するまでのアーク数の和と前記対の
２つのノードと前記共通の子孫（または先祖）とのレベ
ル差とを求め、そのアーク数の和あるいはレベル差の最
小値が小さい対ほど優先度が高くなるように各対の優先
順位を設定する第６のステップと、前記優先度の高い対
ほどより近くに位置付けるように位置関係を決定する第
７のステップとを設けることによって達成される。

あるいは、線図におけるノード間の接続線をノードの各
列（または行）を含む領域毎に順次配線する方法におい
て、接続線の始点のノードと終点のノードの位置関係に
よって配線径路を決定する第10のステップと、前記各領
域米にその領域内の各接続線の始端および終端位置で決
まる配線パターン毎に予めそのパターンに決められた配
線順序で複数の接続線が同一配線径路を通過する場合、
その配線径路内の各接続線毎に、その折れ曲り点の位置
から仮想配線長を決定する第８のステップと、前記配線
径路内の各接続線を前記仮想配線長の順に配線する第９
のステップとを設けることによって達成される。

あるいは、論理回路図の各配置要素（作図シンボルも意
味する。）の形状に関する情報を保持する第２の手段を
有し、各配置要素の大まかな位置を決める大局的な配置
を決定するステップＡと、前記ステップＡで求まった各
配置要素の大局的な配置とそれらの接続関係および各配
置要素の形状を基に各配置要素の局所的な座標や向きの
決定と各配置要素のピン位置の割り付けを含む物理的な
配置を行うステップＢと、前記特許請求の範囲第９項記
載の網図の自動配線方法によって前記第１の大局的な座
標毎に前記大局的座標と局所的座標を用いて接続線を配
線するステップＣと、前記大局的座標と局所的座標を基
に各配置要素の位置や配線の絶対座標を決定するステッ
プＤとを設けることによって達成される。

作用このように本発明では、網図（または回路）中に表われ
るべきループを第１のステップにより検出したループに
対して、第２のステップにより、それらのループが最も
多く重複する箇所を検出し、これらの最大重複箇所のう
ちから第３のステップにより切断点を決定することを順
次繰り返して全てのループを切断することによって、配
置・配線後の網図（または回路図）におけるフィードバ
ック配線を少なくすることが可能である。このため接続
関係または信号の流れがわかる易くなる。

または、第４のステップにより２部のグラフの最大マッ
チングによって対応づけられるノード同志を一方の大局
的座標同一位置になるように、更には、２部グラフの最
大マッチングが複数存在する場合にはレベル差の大きい
ノード同志を優先する方法で位置関係を順次決定するこ
とによって、配置・配線後の網図（または回路図）にお
いて折れ曲りのない直線的な配線が多くなり、接続関係
または信号の流れがわかり易く、全体的に接続関係が把
握し易い、見易い図を生成することが可能となる。さら
に、この方法により従来の重心法による配置方法と異な
り、配置後の配置修正が不要となり、効率的な処理が可
能である。

または、第６のステップと第７のステップにより、配置
の基準となるノード（または素子）間の位置関係を、関
連（間接的な関連）がより強いものほどより近くに配置
することができるため、網図（または論理回路図）にお
いて基準レベル付近における配線の複雑さを緩和するこ
とが可能である。これにより、図が見易くなるととも
に、基準レベル付近の配線後の配置修正が不要となるた
め効率的な配置処理が可能となる。

あるいは、第10のステップにより、ノード（または素
子）間の接続線の配線を、その接続線の始点と終点のノ
ードまたは素子の位置関係から配線径路が容易に決定で
き、複数の接続線が同一配線径路を（部分的に）共有す
る場合第７のステップで求まったそれらの接続線の共有
部に対する仮想配線長で、それらの接続線のソートを第
８のステップで行うことにより、配線の交叉の少ない網
図（または回路図）を簡単な処理で容易に生成すること
が可能となる。このため、図が見易くなるとともに、一
旦、配線処理をした後に線交叉を少なくするための配線
修正を行う必要がなくなるため、配線処理の効率化が可
能である。

あるいは、第２の手段で論理回路図に使用され得る素子
（つまり配置要素）の形状に関する情報を保持している
ため、使用可能な素子を変更する場合は第２の手段で保
持されている部分のみ変更すれば良く、論理回路図の使
用目的や回路のテクノロジーに依存しない論理回路図生
成システムの実現が可能である。また、ステップＢで論
理回路図に表われる各素子に対し、配線経路を予測して
それらの素子の論理的等価なピン（つまり等価端子）へ
の信号割り付けが可能であるため、配線処理後に線の交
叉を少なくするため論理的等価なピン入れ換えによる配
線修正が不要となる。

以上に述べたこととステップＤで用いる大局的座標と局
所的座標とを設けることにより、一度の配置および配線
処理で、配置あるいは配線処理後の配置修正や配線修正
しを行うことなく、見易い論理回路図の自動生成が可能
となる。

実施例以下、本発明の一実施例を図面により説明する。

特に、本実施例では、論理回路の接続情報（つまり、ネ
ットリフト）から論理回路図の自動生成を例に説明する
が、他の網についても容易に類推できる。

〔全体システム構成の説明〕

第１図は、本発明の一実施例である論理回路図自動生成
システムを示したものである。１は素子（回路部品も含
む。）およびそれらの接続情報を格納するネット情報フ
ァイル、２は各素子を表わす作図シンボルの形状情報を
格納する形状情報ファイル、３は論理回路図（論理図と
もいう。）の配置や配線に関する作図情報を格納する論
理図情報ファイル、４は各素子の図形情報や機能情報な
どを格納したセルライブラリィ、５は論理図情報を入力
してディスプレイまたはプロッタ等の作画端末51に論理
回路図を作画する論理画作画部、11〜16は論理回路図の
配置配線処理部である。

例えば、ネット情報ファイル１は、論理自動合成、ある
いは回路自動変換システムからの出力である論理回路の
ネットリスト（接続情報）等を保持する。ネット情報フ
ァイル１に保持された情報はこれを用いて論理検証・タ
イミング検証や自動レイアウトシステム等にも利用し得
るものである。

素子のレベル付け11は、ネット情報ファイル１に保持さ
れたネットリストからそのネットリストに含まれる各素
子や回路部品の入力ポート（入力端子）からの論理段数
に基づいて各素子や回路部品のレベルを決定する。

基準レベル位置決定12は、基準レベルにある素子あるい
は回路部品間のレベル方向に直交する方向の位置関係
（すなわち、レベル方向に直交する方向に素子あるいは
回路部品を並べる順序関係）を決定する。本実施例では
簡単のため最大レベル（つまり、出力ポートのあるレベ
ル）を基準レベルとして説明するが、入力ポートのある
レベル（つまり、０レベル）を基準レベルにしても、あ
るいは、複数のレベルにまたがった素子や回路部品を基
準にしても特に問題はない。

レベル毎の相対配置13は、基準レベルの要素（つまり、
素子あるいは回路部品）の位置の順序関係を基に、順
次、次レベル（ただし、本実施例では降順で次のレベ
ル）の要素の位置の順序関係を決定していき、論理回路
の全要素に対する位置の順序関係を決定する。

以上の配置処理11,12,13では、ほとんど配置要素の形状
（つまり、素子や回路部品の作図シンボルの形状）を考
慮していない。したがって、配置処理11,12,13で決定さ
れた各要素のレベルを第１（大局的）座標とし、位置の
順序関係から求まる順序を第２（大局的）座標とする
と、要素の（形状に関係ない）グラフ的配置が決定され
る。

なお、本例ではレベル毎の位置の順序関係をレベルの降
順で決定しているが、基準レベルを０レベルとする場合
はレベルの昇順で決定し、その他の場合には、レベルの
昇順、降順の両方向へ決定していかなければならない。

一方、形状情報ファイル２は、論理図に表われる作図シ
ンボルの形状に関する情報を保持する。例えば、形状情
報ファイル２に保持される形状情報の一例を第２図に示
す。この例では、インバータ、２入力and、３入力andの
作図シンボルの大きさ（つまりsize），入力ピンの位置
（つまりin（ｉ）,in（ia））および出力ピンの位置
（つまりuot（ｏ））を各シンボルの基準点からの相対
座標で表している。ただし、大きさはそのシンボルに外
接する矩形の頂点の最小座標と最大座標の対で示してい
る。

素子配置の微調整14は、上記処理11〜13で決定された各
配置要素の第１座標と第２座標とで各配置要素の大まか
な配置を決定し、各配置要素の形状情報を用いて配線の
折れ曲りや交叉が少なくなるように各要素への信号線を
どのピンに接続するかを決めるピンへの信号割り付けや
各配置要素の向き、および各配置要素の詳細な座標等を
決定する。したがって、処理14では各配置要素の向き
（ミラー反転も含む）、ピンの位置および大きさを考慮
した物理的な配置を行い、図面上で配置要素の配置が決
定される。

レベル毎の配線15は、上記配置処理で決定された配置要
素間の接続信号をレベル毎に順次配線し、全配置要素間
の配線を決定する。ただし、本実施例では、出力ポート
側からレベル毎に降順で順次配線する場合についてのみ
説明するが、他の場合も容易に類推できる。なお、配線
の座標は処理11〜13で結成した大局的座標と処理14の詳
細な座標である局所的座標とで表現する。

絶対座標の決定16は、以上の処理で求まった各配置要素
の配置位置および配線位置を表す大局的座標と局所的座
標とから論理回路図全体の配置・配線の絶対座標を決定
して、論理図情報ファイル３に入力する。

例えば、ネット情報ファイルに保持されるネットリスト
の一例を第３図に示す。この例はdev1という素子のセル
名がinv00であり、入力信号がk1、出力信号がnet1であ
る等を表している。このとき、予め第２図の形状情報を
形状情報ファイル２に保持しておき、第３図の例を入力
して、処理11〜16を実行したとき、論理図情報ファイル
３に保持される論理図情報の一例を第４図に示す。第４
図の例では、セル名がinv00である素子dev1の基準点の
位置が座標（12,13）であり、その回転度が０でミラー
反転していない等の配置情報、および信号名net1の信号
線の端点の座標が（17,13）と（25,18）であり、座標
（17,13），（21,13），（21,18）および（25,18）で結
ばれる配線情報を表している。

また、第４図の例の論理図情報を論理図作画部５に入力
すると、作画端末（つまり、ディスプレイ，プロッタ
等）51に第５図に示すような論理図が出力される。

なお、論理図作画部５は、通常、論理図入力編集システ
ム（スケマティック・エディター）であり、セルライブ
ラリー４、作画端末51はその論理図入力編集システムに
備わったものである。この際、形状情報ファイル２に保
持されている情報セルライブラリィ４の内容との整合性
をとる必要がある。

以下、配置・配線処理11〜16について詳細に説明する。

〔素子のレベル付け〕

本発明の網図のノードのレベル付け方法について第６図
を用いて説明する。

第６図は、前記素子のレベル付け11の詳細な処理手順の
一例を示す流れ図である。61は０レベルを設定する処理
であり、本実施例では入力ポートを全て０レベルにす
る。ただし、入力ポート存在しない回路に対しては、入
力のない素子や回路部品を０レベルに設定することもあ
り得る。

ループの検出62は、ネットリストからその回路中のルー
プを検出して、ループ情報を作成する処理である。例え
ば、第７図に示す網図の例に対しては、Ａ→Ｂ→Ｈ→Ｆ
→Ｄ→A,A→Ｃ→Ｅ→Ｆ→Ｄ→A,H→Ｆ→Ｄ→Ｇ→Ｉ→Ｈ
の３つのループを検出し、第８図に示すようなループ情
報を作成する。ただし、第８図は、ループ情報をリスト
形式のデータ構造を用いて記憶する例を示したものであ
る。図中の矢印はポインタを表している。

なお、第７図は網図の例であるが、論理回路図の素子を
ノード，信号線をアークと見なすと、論理回路図も網図
の一種であると考えられる。また、本例では全てのルー
プを検出しているが、必ずしも全てのループを検出する
必要はない。

ラッチの認識63は、ループの検出62で検出されたループ
のうちラッチ構造のものを認識するものである。つま
り、前記ループのうち２つのノード（素子）か構成され
ているものの対（つまり、ラッチ対）を求め、ループ情
報からそのループを除去した後、それらの対のレベルを
同レベルとして以後の処理を行う。ただし、１つのノー
ドが複数のラッチ対に含まれている場合には、それらの
対への入力アーク数の少ない方を優先するようにラッチ
対を選ぶ方法などが考えられる。

論理段数によるレベル付け64は、そのノード（素子）の
入力に接続する全てのノード（素子）がレベル付けされ
ており、それらのレベルの最大値がＬであるならば、そ
のノード（素子）のレベルをＬ＋１にするという方法
で、順次各ノード（素子）のレベル付けを行う。

なお、ラッチ対に対しては、簡単な方法として１つのノ
ード（素子）であるかのように処理する方法等がある。

判定処理65は、全てのノード（素子）に対してレベル付
けが完了したかどうかを判定する処理であり、完了した
ならば最大レベルの判定72の処理を実行し、まだ完了し
ていなければ、判定処理66を実行する。

なお、本実施例では、処理64,65は出力ポートを除いた
全てのノード（素子）に対して適用する。

判定処理66は、ループ情報かどうかを判定する処理であ
り、空であるならばループに対する処理が完了している
ので処理70を実行し、空でないならばループに対する処
理が未完了であるので処理68を実行する。ただし、ルー
プ情報が空とは、ループ情報としてループが全く登録さ
れていないことを意味する。

処理67は、前記ループ情報から複数ループが最も多く重
複する箇所（つまり、アーク）を検出する。

例えば、第８図の例では、アークＤ→Ａ→とＨ→Ｆの重
複度が２で、アークＦ→Ｄの重複度が３であるため、最
も多く重複する箇所は、アークＦ→Ｄとなる。本例で
は、最大重複箇所が一つであるが、複数ある場合は、全
て求まる。

処理68は、処理67で検出された最大重複箇所（つまり、
アーク）のうちからフィードバック・アークにするアー
クを決定する。つまり、フィードバック・アークを入力
にもつノード（素子）を決定すると共に、前記ループ情
報からそのノードを含むループを全て除去する。

例えば、第８図の例では、アークＦ→Ｄがフィールドバ
ック・アークとなり、ノードＤが求めるノードとなり、
第８図のループは全て除去され、ループ情報は空とな
る。

また、最大重複箇所が複数存在する場合には、本実施例
では、そのアークを入力とするノードへの入力アークの
始点ノードのうち、レベルの未決定ノードの少ないも
の、レベル付けされたノードの個数が多いもの、また
は、レベル付けされたノードの最大レベルが小さいも
のを順に優先して選ぶという方法で、フィルドバック・
アークの入力先となるノードを決定する。ただし、前記
優先規則，，の適用に関して様々な組み合せが考
えられる。

なお、本実施例では、アークの重複の最大の場合を考慮
したが、ノードの重複の最大の場合も容易に類推でき
る。

処理69は、処理68で求まったノード（つまり、フィール
ドバック・アークの入力先のノード）のレベル付けを行
う。レベル付けの方法としては、そのノードへの入力ア
ークの始点ノードのうち、既にレベル付けされたノード
の最大レベルがＭであるとき、Ｍ＋１をそのノードのレ
ベルとする。本処理しでループ中の少なくとも１つのノ
ードのレベル付けを行った後、処理64を再度実行する。

なお、処理68で求まったノードへの入力アーク始点ノー
ドのいずれもがレベル付けされていない場合には、後述
する処理71と同様の方法で、そのノードレベル付けを行
う。

処理70は、上記処理64〜69において、レベル付けされな
かったノードから、次にレベル付けすべきノードを決定
する。具体的には、入力アークが存在しないノードを選
ぶ。

処理71は、処理70で選ばれたノードのレベル付けを行
う。例えば、そのノードの出力方向にノードをたどって
いき、最初に到達したレベル付けされたノードからの入
力アークをもつノードのレベルか逆算してレベルを決定
したり、あるいは、そのノードのレベルを１または０と
する。

処理71によって、少なくとも１個のノードのレベル付け
をした後、処理64を再実行する。

最後に、最大レベルの設定72において、レベル付けされ
たノードの最大レベルをＮとすると、全ての出力ポート
のレベルをＮ＋１レベルとし、処理を終了する。

なお、処理64〜71において、簡単のため、ラッチ対は１
個のノードと見なして処理を行ってもよい。

本発明の網図のノードのレベル付け方法では、第７図の
例は第９図のようにレベル付けされる。本例からも、本
発明のレベル付け方法がフィールドバック・アークを少
なくし、見易くして信号の流れがわかり易くしているこ
とが容易にわかる。つまり、第７図の例では、ループが
３個有り、最悪の場合フィールドバック・アークが３個
になるが、第９図ではフィールドバック・アークがＦ→
Ｄの１個だけで信号が左から右方向へ流れて見易い図と
なっている。

なお、第６図の例ではループ検出62、あるいはラッチ認
識63を別ステップにしているが同じステップで処理して
もよいし、また、最初に一括して処理しているが、処理
66の前、または処理67の前に挿入しても特に問題はな
い。

〔基準レベル位置決定〕

本発明の網図のノード位置決定方法について、第10図を
用いて説明する。

第10図は、前記基準レベル位置決定12の詳細な処理手順
の一例を示す流れ図である。以下、各処理を具体的に説
明する。

処理101は、基準レベルのノード（本実施例では、出力
ポート）の２つづつの対を重複なく設定する。例えば、
第11図の例では、基準レベルのノードはA,B,C,Dであ
り、対Ａ−B,A−C,A−D,B−C,B−D,C−Ｄの６個の対が
設定される。

なお、本実施例では簡単のため、基準レベルのノードを
出力ポートのみとしたが、出力ポート以外の素子または
回路部品を含むノード間の位置関係を決定する場合も容
易に類推できる。

処理102は、処理101で設定された対に対して、その対の
共通祖先を次の方法で検出し、その共通祖先と対とのレ
ベル差（世代差）および親等数を算出する。

共通祖先の検出方法としては、対とのレベル差の小さい
もの、または、対の２ノードからのアーク数の和の小さ
いものを優先して検出する。また、２個のノードの親等
数は、各ノードからそれらの共通祖先までのパスにある
アーク数の和の最小値を意味する。

なお、共通祖先の検出されなかった対に対しては、共通
祖先とのレベル差および親等数を算出せず、次の処理を
行う。

処理103は、処理101で設定された全ての対に対して処理
102が実行されたかどうかを判定する。全ての対に対し
て完了していなけば次の対に対して処理102を実行し、
完了していれば処理104を実行する。

処理104は、処理104で算出した各対の共通祖先とのレベ
ル差と親等数に基づいて、対間の優先順位を決定する。
具体的には、共通祖先とのレベルの差の小さいものほど
優先し、さらに親等数の小さいものほど優先する。例え
ば、第11図の例では、第12図のように優先順位が決定さ
れる。つまり、対Ａ−C,B−C,A−B,B−D,A−D,C−Ｄの
順に優先順位が決定される。

最後に、処理105は、前記処理104で決定された優先順位
に従って、優先度の高い対ほどより近い位置関係になる
ように、基準レベルの各ノード間の位置関係を決定し、
処理を終了する。

例えば、第11図の例では、対の優先順は第12図のように
なる。したがって、上位の対から順次つなげていくこと
により、意関係を決定できる。具体的には、まず対Ａ−
ＣからＡの隣りにＣを置き、対Ｂ−ＣからＣの隣りにＢ
を置く。次に、Ａの隣りにＢを置くとループとなるの
で、対Ａ−Ｂは使用せず、対Ｂ−ＤからＢの隣りにＤを
置く。その結果、第13図のようにA,B,C,D間の位置関係
が決定する。本例では位置関係を決定するのに、Ａ−C,
C−B,B−Ｄの３対を用いたが、対Ｃ−Ｂの代りに対Ａ−
Ｂを用いても、結果は第13図において、ＡとＣの位置が
入れ換わるだけであり、図の見易さという観点からは特
に問題ない。また、第13図のACBDの順を逆転した順DBCA
も考えられるが、どちらを採用しても特に問題ない。実
際には他の要因（例えば、出力ポートの信号の意味な
ど）によって決定される。

本発明のノードまたは素子の位置決定方法では、第13図
のように、基準レベル付近の配線の交叉が少なくするこ
とが可能である。これにより、論理回路図の出力ポート
付近の配置後の配置修正が不要となる。

以上の例では、共通祖先とのレベル差を親等数よりも優
先しているが、逆の場合も容易に類推できるので説明を
省略する。

〔レベル毎の相対配置〕

本発明の網図の配置方法について、第14図を用いて説明
する。

第14図は、前記レベル毎の相対配置13の詳細な処理手順
の一例を示す流れ図である。まず、各処理を具体的に説
明する前に、各処理で使用する位置関係情報のデータ構
造について説明する。

第15図は、各ノードの位置関係を表す情報のデータ構造
である。図のデータ構造は、複数のノードリスト151
を、リスト間の順序関係を表すセル150で結ぶ構造とな
っている。また、セル150は、リスト間の順序を表すポ
インター153とノードのリストを指すポインターから構
成されている。さらに、ノードリストを構成するセル15
4はノード名またはノードを指すポインター155と残りの
リストを指すポインター156とから成る。

以下、第15図のデータ構造を用いて各処理を説明する。

最大レベルノードの設定141は、前記基準レベル位置で
決定された基準レベルノード（つまり、出力ポート）の
位置関係を保つように第15図のデータ構造における各ノ
ードリストの先頭に格納する。例えば、第13図の例では
第16図のような形で位置関係情報が格納される。

また、処理142は、レベルカウンターＬに最大レベル
（つまり、出力ポートのレベル）をセットする。

次に、処理143はレベルＬに対する２部グラフを作成す
るステップである。具体的には第15図の位置関係情報に
おける各ノードリストの最後のノード（図中、右端に格
納されているノード）のうちで、レベルがＬレベル以上
の全てのノードから成る集合（相対位置既決定集合と呼
ぶ。）を求め、さらに前記ネットリストの接線関係に従
って相対位置既決定集合のノードへの入力アークを出力
する全てのノードを集めた集合とＬ−１レベルのノード
の集合との和集合（相対位置未決定集合と呼ぶ。）を求
める。つまり、この相対位置既決定集合と相対位置未決
定集合とそれらの集合間のアーク関係（接続関係）から
成る２部グラフを抽出し、次処理144で利用する。

処理144は、前処理143で抽出された２部グラフにおい
て、２部グラフの最大マッチングで対応づけられるノー
ドの対を同じ相対位置に決めるステップである。２部グ
ラフ、および２部グラフの最大マッチングに関しては、
伊理正夫、ほか著、「演習グラフ理論基礎と応用」，
コロナ社（1983）などに説明があるので割愛する。

例えば、第17図に示す２部グラフの一例に対して、処理
144を実行すると、第18図に示すように、ノードＡとb,B
とd,Cとａがそれぞれマッチ（対応）し、最大マッチン
グとなっている。したがって、Ａとb,Bとd,Cとａはそれ
ぞれ同じ相対位置となるので、位置関係情報は第19図の
ようになる。

なお、最大マッチングが複数ある場合には、マッチする
ノード間のレベル差の大きいものを優先する。例えば、
第18図において、最大マッチングとして、Ａとb,Bとd,C
とａとのマッチングと、Ａとb,Bとd,Cとｃとのマッチン
グの２通りがあるが、ノードＣとノードａのレベル差が
ノードＣとノードｃのレベル差よりも大きければ、Ａと
b,Bとd,Cとａからなる最大マッチングを選択する。

このように２部グラフの最大マッチングに基づいて配置
を決定することにより、ノード間の（水平方向の）直線
的なつながりが多くなり、接続関係や信号の流れがわか
り易くなる。

さらに、処理145は、前処理144により相対位置が決定さ
れなかったＬ−１レベルのノードの相対位置を決定す
る。つまり、前記相対位置未決定集合から前処理144で
相対位置の決定したノードを除いた集合のうちレベルが
Ｌ−１であるノードに対して、そのノードとアーク関係
にある相対位置既決定ノードの各相対位置の重心または
重心近くの位置に相対位置未決定のノードを埋め込む。

例えば、第18図の例では、ノードｃの求める重心はソー
ドａと同じ相対位置であるので、ノードｄとノードａの
間か、あるいはノードａの下のいずれかに埋め込めばよ
い。この場合はノードｃをノードａの下に埋め込むの
で、位置関係情報は第20図のようになる。

処理146は、Ｌ−１レベルに対して同様の処理を行うた
めに、レベルカウンターＬから１を減じる処理である。

判定処理147は、レベルカウンターＬが０かどうか判定
し、０ならば、処理148を実行し、０でなければ次レベ
ルに対して処理143〜145を繰り返し実行する。

最後に、処理148は第15図のようなデータ構造に格納さ
れた位置関係情報から各ノードに対して、レベルと垂直
方向の座標を決定する。例えば、第20図の例では、Ａと
ｂの座標が１、Ｂとｄの座標が２、Ｃとａの座標が３、
ｃの座標が４となる。

以上の本発明の一実施例の基準レベル位置決定12および
レベル毎の相対配置13により、全体的に接続関係が把握
し易い、見易い論理回路図の生成が可能となるため、本
配置後の配置修正が不要であり、処理の効率化が図れ
る。

〔素子配置の微調整〕

前記素子配置の微調整14について詳細に説明する。本処
理では、各配置要素の座標（つまりグローバルな座標）
で決まる位置関係と、形状情報ファイル２に格納された
形状情報を用いて、各配置要素（ノード）のピンへの信
号割り付けや各配置要素の詳細な位置などを決定する。
ただし、簡単のため、論理回路図の各配置要素が左から
右方向へ向いた場合（つまり、回転度が０の場合）につ
いて説明する。

まず、ピンへの信号割り付け方法について説明する。第
21図は、配置要素210を中心にして、配置要素210への入
力信号線の始点要素位置を７つの領域に分割した図であ
る。領域ＡおよびＧは大局的な第１座標（本例では横方
向の座標）が配置要素210と等しく、領域Ｄは大局的な
第２座標（本例では縦方向の座標）が配置要素210と等
しい領域である。

第21図のように領域を分割すると各領域の配置要素から
の信号線の予想される配線パターンを第22図に示す。第
22図の配線パターンから容易に推察できるように、配線
の交叉を少なくするために、本実施例では信号線の始点
配置要素の位置が第22図の表の上欄の領域にあるものほ
ど、配置要素210における、より上側にある入力ピンに
割付けている。つまり、その信号線の始点配置要素が領
域Ｂよりも領域Ａ、領域Ｃよりも領域Ｂ、領域Ｄよりも
領域Ｃ、領域Ｅよりも領域Ｄ、領域Ｆよりも領域Ｅ、領
域Ｇよりも領域Ｆにある信号線を優先して配置要素210
の図面上の上側の入力ピンに割り付ける。

なお、ピンの割り付け対象な論理的に等価なピンに限っ
て行われる。また、本例ではピンの割り付けのみが行っ
たが、配置要素の回転やミラー反転を組み合わすことに
より、より交叉の少ない配線を行うことが可能である。

さらに、各領域内でも同様に始点配置要素の位置によっ
て予想される配線パターンからピンの割り付けの優先順
位を決定できる。例えば、領域Ｄでは第22図のような配
線パターンであるので、始点配置要素の大局的な第１座
標（横方向の座標）の大きいものほど、配置要素210の
より上側の入力ピンに割り付ければよい。

次に、各配置要素の詳細な座標の決定について説明す
る。

配置要素の形状によって入出力ピンの位置が様々である
ため、大局的な座標のみで配置した場合、大局的な第２
座標が同じであっても、それらの配置要素間の配線は必
ずしも一直線とはならない。そこで、本実施例では、配
置した際に、大局的な第２座標が同じで、隣り合う配置
要素の一方の出力ピンとその出力ピンと接続する他方の
入力ピンとの位置が同じ第２座標（縦方向の座標）とな
るように、（つまり、それらの間の配線が一直線になる
ように）各配置要素の局所的な第２座標を決定する。例
えば、第23図に示すように、大局的座標のみで配置する
と、入力ピンと出力ピンの位置がずれるため配線が折れ
曲がる。そこで、局所的な座標を入力ピンと出力ピンの
位置がずれないように設定し、局所的な座標も考慮にい
れて配置すると、見易い図がえられる。

なお、本例では第２座標についてのみ説明したが、第１
座標に関しても同様に局所座標を設定し微調整すること
が可能である。

〔レベル毎の配線〕

本発明の網図の配線方法について第24図を用いて説明す
る。

第25図は、前記レベル毎の配線15の処理手順の一例を示
す流れ図である。まず、処理241においてレベルカウン
ターＬに最大レベル（出力ポートのレベル）を代入す
る。次に、処理242〜246においてＬレベル（つまり、大
局的な第１座標がＬ）の領域の配線を行う。この配線で
は、前記ネットリストと、各配置要素およびそのピンの
位置座標と、Ｌ＋１レベルとＬレベル間の配線の接続情
報が参照され、各配線の始点、屈曲点、終点の座標およ
びＬレベルとＬ−１レベル間の配線の接続情報が作成さ
れる。さらに、Ｌレベルの配線処理が終了すると、処理
247においてレベルカウンターＬから１を減じ、判定処
理248でレベルカウンターＬが０かどうか判定する。Ｌ
が０でなければ処理242へ戻り、次レベルに対して配線
処理242〜246を繰返し実行する。またＬが０の場合には
レベル毎の配線処理15を終了する。

次に、Ｌレベルの配線処理242〜246について詳細に説明
する。

第25図は各レベルの領域の配線の種類を示す網図であ
る。配線251はＬ＋１レベルの領域からＬ−１レベルの
領域へ通過する配線であり、配線252はＬ＋１レベルの
領域からＬレベルの配置要素へのフィードバック配線で
あり、配線253はＬ−１レベルの配置要素からＬ＋１レ
ベルの領域へのフィードフォワード配線であり、配線25
4はＬレベルの配置要素へのフィードフォワード配線で
あり、配線255はＬ−１レベルの配置要素からＬ−１レ
ベルの領域への配線である。

本実施例では第25図の配線の種類毎に配線順序を定め、
その配線順序に従って配線を決定している。具体的に
は、第24図に示すように、通過配線処理242では配線251
の種類のものを配線し、Ｌレベルへのフィードバック配
線処理243では配線252の種類のものを配線し、Ｌ−１レ
ベルからのフィードフォワード配線処理244では配線253
の種類のものを配線し、Ｌレベルへのフィードフォワー
ド配線処理245では配線254の種類のものを配線し、Ｌ−
１レベルからのフィードバック配線処理246では配線255
の種類のものを配線している。このような配線順序で、
配線順序の早いものほどＬレベルの配置要素寄りに配線
される。ただし、配線処理244と配線処理245との処理順
序が、本実施例とは逆の場合も考えられるが、簡単のた
め説明を省略する。

また、個々の配線処理242,243,244,245,246においては
第26図に示すように処理を行っている。

第26図は、配線処理242〜246において、同一配線領域内
に複数の配線が通過する場合の詳細な処理手順の一例を
示す流れ図である。

図中、処理261は、各配線毎に配線する際の垂直成分の
長さに基づいて仮想配線長を算出し、処理262はその仮
想配線長によって各配線をソートし、配線順序を決め
る。さらに処理263はその配線順序に従ってＬレベルの
配置要素側から各配線を重さなりなく配設する。なお、
Ｌレベルの領域において配線の屈曲がない配線に対して
は、処理261、処理262を省き、優先的に配線する。

なお、本例では簡単のため、仮想配線長を原則として配
線する際の垂直成分の長さに等しくしている。ただし、
配線253および254の種類の配線の場合、その垂直成分の
上端がＬ−１レベル側へ屈曲していれば、その上端が十
分大きい座標（例えば、図面の最上端の座標）をもつと
して仮想配線長を算出し、逆に、その垂直成分の下端が
Ｌ−１レベル側へ屈曲していれば、その下端が十分小さ
い座標（例えば、図面の最下端の座標）をもつとして仮
想配線長を算出する。

例えば、第27図に示すように、配線271,272および273の
仮想配線長は、それぞれla274,lb275およびlc276とな
る。

また、本実施例では、処理262におけるソートを、配置
処理243,244および245においては小さい順に（つまり昇
順に）ソートし、配置処理246においては大きい順（つ
まり降順に）ソートしている。

以上の配線処理においては簡単のため、配線順序の早い
ものほどＬレベルの配置要素寄りしに配線する場合につ
いて説明したが、逆の場合も容易に類推できる。

本実施例の素子配置の微調整14におけるピンの割り付け
およびレベル毎の配線処理により、配線の交叉の少ない
論理回路図を簡単な処理で容易に生成することができ
る。このため、一度配線処理をした後に配線修正を行う
必要がなく、配線処理が効率的になる。

本実施例の論理回路図自動生成システムによれば、フィ
ードバック信号線が少なく、直線的な（一直線の）信号
線が多く、信号線の折れ曲りが少なく、さらに、信号線
の交叉が少ない、論理機能の把握し易い論理回路図を自
動生成することが可能である。また、本論理回路図自動
生成システムでは、一度の配置・配線を行うだけで配置
修正・配線修正を行う必要がなく、効率的な配置・配線
処理を行うことが可能である。さらに配置要素に関する
物理的情報を形状情報ファイルで保持しているため、対
象回路のテクノロジー等の変更に対しても容易に対処で
きるという効果がある。

発明の効果以上説明したように、本発明によれば、フィードバック
アークを少なくするレベル付けができ、基準となるレベ
ルのノードの位置関係を適切に決定でき、その位置関係
を基に、接続関係の追跡し易い配置を決定でき、また、
配線順序や仮想配線長を考慮することによって配線の交
叉を削減できるので、接続関係が見易く、図で表現され
ている内容が理解し易い網図あるいは論理回路図を効率
的に作成することができるという優れた効果が得られ
る。

さらに配置要素の物理的な情報を形状情報ファイルで保
持し、配置処理とは分割しているため、網図の目的や対
象とする回路の特質やテクノロジーの変更に柔軟に対処
できるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の論理回路図自動生成システ
ムの構成図、第２図は形状情報の一例を示す説明図、第
３図はネット情報の一例を示す説明図、第４図は論理図
情報の一例を示す説明図、第５図は論理回路図の出力例
を示す論理回路図、第６図は素子のレベル付け処理の一
例しを示す流れ図、第７図は網図の一例を示す説明図、
第８図はループ情報を保持するデータ構造の一例を示す
説明図、第９図はレベル付けされた網図の一例を示す説
明図、第10図は基準レベル位置決定処理の一例を示す流
れ図、第11図はレベル付けされた網図の一部を示す説明
図、第12図はノード対の優先順位を示す説明図、第13図
は基準レベルの位置関係を決定した後の網図例を示す説
明図、第14図はレベル毎の相対配置処理の一例を示す流
れ図、第15図はノードの位置関係情報を保持するデータ
構造の一例を示す説明図、第16図，第19図および第20図
は各々ノードの位置関係情報の一例を示す説明図、第17
図は、２部グラフを説明するための説明図、第18図は２
部グラフの最大マッチングを説明するための説明図、第
21図は配置要素のピンの割り付けを説明するための説明
図、第22図は配置要素と配線パターンの関係を示す説明
図、第23図は配置要素の詳細な位置の決定を説明するた
め論理回路図、第24図はレベル毎の配線処理の一例を示
す流れ図、第25図は配線の種類を説明するための説明
図、第26図は各配線種類毎の配線処理の一例を示す流れ
図、第27図は仮想配線長を説明するための説明図であ
る。１……ネット情報、２……形状情報、３……論理図情
報、４……セルライブラリー、５……論理図作画図、11
……素子のレベル付け、12……基準レベル位置決定、13
……レベル毎の相対配置、14……素子配置の微調整、15
……レベル毎の配線、16……絶対座標の決定、51……作
画端末。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】網図中の複数のノードの階層分けを行うレ
ベル付け方法であって、網図中の複数のノードと複数のアークから成るループを
検出するステップと、前記ループ検出ステップで検出されたループに対して検
出されたループの重複が最大となる箇所を検出するステ
ップと、前記ループ重複最大箇所検出ステップで検出された箇所
のうちからループの切断点となるアークを決定するステ
ップと、前記アーク決定ステップで決定された切断点となるアー
クの終点であるノードにレベルを割り付けるステップ
と、前記ノードを含む既にレベルを割り付けられたノードか
らのアークの終点であるノードに昇番（または降番）の
レベルを順次割り付けるステップとを有することを特徴
とする網図のノードのレベル付け方法。
【請求項２】アーク決定ステップにおいて、切断点候補
が複数箇所存在する場合、それらの箇所に位置するノー
ドに対して、そのノードを終点にもつアーク（つまり接
続線）の始点となるノードのうちレベル付けされていな
いノードが少ないものを優先的に選ぶ第１の選択則と、
前記アークの始点となるノードのうちレベル付けされた
ノードの数が多いものを優先的に選ぶ第２の選択則と、
前記アークの始点となるノードのうちレベル付けされた
ノードの最大レベルが小さいものを優先的に選ぶ第３の
選択則とのいずれか、またはそれらを組み合わせること
によってループを切断する箇所を決定することを特徴と
する請求項１記載の網図のノードのレベル付け方法。
【請求項３】ループ検出ステップが、２つのノードのみ
から成るループを抽出して、そのループを形成する２つ
のノードが同一レベルになるようにする処理を含むこと
を特徴とする請求項１または２記載の網図のノードのレ
ベル付け方法。
【請求項４】網図においてノードのレベル付けを行い、
そのレベル毎にレベル方向と直交する方向の位置関係を
決定する配置方法であって、既に位置関係が決定されて
いるノードの集合と、位置関係が未決定のノードの集合
と、それらの間の接続関係から成る２部グラフの最大マ
ッチングによって対応づけられるノード同志が同一位置
になるように位置関係を決定する第１ステップと、前記
第１ステップにおいて最大マッチングに飽和していない
ノードが存在するならば、それらに対して位置関係既決
定ノードとの直接または間接的な接続関係に基づいて位
置関係を決定する第２ステップとになって、全てのノー
ドに対して順次位置関係を決定した後、その位置関係に
基づいてレベル方向に直交する方向の配置を決定するこ
とを特徴とする網図の配置方法。
【請求項５】第１ステップにおける２部グラフの最大マ
ッチングをとる際に、レベル差の大きいノード同志のマ
ッチングを優先させることを特徴とする請求項４記載の
網図の配置方法。
【請求項６】網図における互いに直接接続していない複
数のノード間の位置関係を決定する際に、前記ノードの
２個づつの対（ペア）の全ての組合せに対してアークを
親子関係とみた時それらの対の共通の子孫（または先
祖）を検出し、前記対の２つのノードから前記共通の子
孫（または先祖）へ達するまでのアーク数の和と前記対
の２つのノードと前記共通の子孫（または先祖）とのレ
ベル差とを求め、そのアーク数の和あるいはレベル差の
最小値が小さい対ほど優先度が高くなるように各対の優
先順序を設定するステップと、前記優先度の高い対ほど
より近くに位置付けるように位置関係を決定するステッ
プとを実行することを特徴とする網図のノード位置決定
方法。
【請求項７】請求項１または請求項２または請求項３記
載の網図のノードのレベル付け方法によってノードのレ
ベル付けを行うステップと、基準レベルのノードあるいは配置の基準となるノードの
間の位置関係を、請求項６の記載の網図ノード位置決定
方法によって決定したり、または前記位置関係を予め指
定するステップと、前記位置関係指定ステップの位置関係を基に、請求項４
または５記載の網図の配置方法によって、順次全てのノ
ードの位置関係を決定するステップと、前記各ステップによってノードの配置が決定した後、各
ノード間の接続線を配線するステップを含むことを特徴
とする網図自動生成方法。
【請求項８】網図におけるノード間の接続線をノードの
各隣接する二つの列（または行）の間の配線領域に配線
する方法であって、複数の接続線が同一配線領域を通過する場合、その配線
領域内の各接続線毎に、列（または行）方向に直交する
一方向への前記接続線の折れ曲り点の位置から列（また
は行）方向の各接続線の仮想配線長を決定するステップ
と、前記配線領域内の各接続線を前記仮想配線長の順に配線
するステップを含むことを特徴とする網図の配線方法。
【請求項９】網図におけるノード間の接続線をノードの
各列（または行）を含む領域毎に順次配線する方法であ
って、接続線の始点のノードと終点のノードの位置関係
によって配線径路を決定するステップと、前記各領域毎
にその領域内の各接続線の始端および終端位置で決まる
配線パターン毎に、予めそのパターンに決められた配線
順序で請求項８記載の仮想配線長決定ステップおよび接
続線配線ステップによって配線することを特徴とする網
図の配線方法。
【請求項１０】請求項７記載のノードレベル付けステッ
プと、位置関係指定ステップと、接続線配線ステップと
を実行し、前記ノードレベル付けステップによって各配
置要素に付けられたレベルから第１の大局的な座標と、
接続線配線ステップによって求まった各配置要素の位置
関係から（第１の大局的な座標に直交する）第２の大局
的な座標とをそれぞれ決定することにより、各配置要素
の大局的な配置を決定するステップＡと、前記ステップ
Ａで求まった各配置要素の大局的な配置とそれらの接続
関係および各配置要素の形状を基に各配置要素の局所的
な座標や向きの決定と各配置要素のピン位置の割り付け
を含む物理的な配置を行うステップＢと、請求項９記載
の網図の自動配線方法によって前記第１の大局的な座標
毎に前記大局的座標と局所的座標を用いて接続線を配線
するステップＣと、前記大局的座標と局所的座標を基に
各配置要素の位置や配線の絶対座標を決定するステップ
Ｄとから成ることを特徴とする論理図自動生成方法。
【請求項１１】論理回路の接続情報を入力する手段と、各配置要素の形状に関する情報を保持する第１保持手段
と、論理回路図の配置や配線に関する情報を保持する第２保
持手段と、前記第１保持手段で保持された情報と整合性がとれた各
配置要素の図形に関する情報を保持する第３保持手段
と、前記第２保持手段で保持された情報と第３保持手段で保
持された情報から論理回路図を描画する手段と、各種ステップを実行する処理手段とを有し、前記処理手段により、請求項10記載のステップＡと、前
記ステップＡで求めた情報と第１保持手段に保持された
各配置要素の形状に関する情報を用いてステップＢと、
前記ステップＢで求めた情報を用いてステップＣと、ス
テップＤとを順次実行して論理回路図の配置や配線に関
する情報を求め、それを前記第２保持手段で保持するこ
とによって、前記接続情報入力手段で入力された論理回
路に対する論理回路図を前記論理回路図描画手段で描画
することを特徴とする論理図自動生成システム。