JPH09198419A - Method ad device for designing semiconductor device - Google Patents

Method ad device for designing semiconductor device

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JPH09198419A
JPH09198419A JP8008658A JP865896A JPH09198419A JP H09198419 A JPH09198419 A JP H09198419A JP 8008658 A JP8008658 A JP 8008658A JP 865896 A JP865896 A JP 865896A JP H09198419 A JPH09198419 A JP H09198419A
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JP
Japan
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wiring
probability distribution
delay time
calculated
semiconductor device
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Application number
JP8008658A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Sakamoto
本 敏 行 坂
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH09198419A publication Critical patent/JPH09198419A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the correction of design and to improve the efficiency by highly accurately estimating delay time in the preceding stage of performing masking pattern design. SOLUTION: The required area of a semiconductor substrate is calculated (104), the probability distribution of a wiring length is calculated (107), the probability distribution of the capacity of wiring is calculated by integrating the capacity per unit length to the wiring length (108), the distribution of the capacity of the input / output terminals of a functional block is added to the probability distribution of the capacity of the wiring and the probability distribution of the delay time of the wiring is calculated by using the characteristic data of the functional block (110). Then, the internal delay time of the functional block is added to the probability distribution of the delay time of the wiring, the probability distribution of the delay time of a signal propagation route is calculated (112), the probability that a target operating speed can not be achieved is obtained from the probability distribution of the delay time of the signal propagation route (113), the probability that the target operating speed can not be achieved is compared with a prescribed value and the result is outputted (114).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置を設計す
る方法及びそのための装置に関するもので、特にマスク
パターンを設計する前の段階で配線の遅延時間を算出す
るのに好適なものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for designing a semiconductor device and an apparatus therefor, and more particularly to a method suitable for calculating a delay time of wiring at a stage before designing a mask pattern.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置を設計する場合、従来は図1
2に示されるような工程を経ていた。ステップ401と
して、論理設計を行う。これは、回路設計の際に使用す
る複数の機能ブロックを論理的に組み合わせて目標とす
る動作を実現する工程である。
2. Description of the Related Art In the case of designing a semiconductor device, the conventional method shown in FIG.
The process shown in FIG. As step 401, logic design is performed. This is a process of logically combining a plurality of functional blocks used in circuit design to realize a target operation.

【0003】次に、ステップ402として、マスクパタ
ーンを設計する前の段階で、予想配線に基づいて論理設
計に誤りがないか否かを検証する。このような検証を行
う理由は、マスクパターンの設計には他の工程よりも長
い時間がかかり、この段階で設計をやり直すのは時間を
浪費するので、予想配線での論理検証で設計上の誤りを
できるだけ発見しておくことが必要な点にある。
Next, in step 402, before the mask pattern is designed, it is verified whether or not there is an error in the logic design based on the expected wiring. The reason for such verification is that it takes more time to design a mask pattern than other steps, and it takes time to redo the design at this stage. The point is to discover as much as possible.

【0004】論理上の誤りが解消すると、ステップ40
3としてマスクパターンを設計する。ここでは、半導体
基板上に各機能ブロックの位置や配線を決定していく。
次に、ステップ404として実配線での論理検証を行
う。この工程では、ステップ403のマスクパターン設
計により決定した実配線を用いて、遅延時間を考慮した
精度の高い論理検証を行う。以上の各々の工程401〜
404において誤りがあれば1つ前の工程へ戻り、誤り
が解消すると次の工程へ進んで最終ステップ405とし
て半導体装置の製造を行う。
When the logical error is resolved, step 40
A mask pattern is designed as 3. Here, the position and wiring of each functional block are determined on the semiconductor substrate.
Next, as step 404, logic verification is performed in actual wiring. In this step, the actual wiring determined by the mask pattern design in step 403 is used to perform highly accurate logic verification in consideration of the delay time. Each of the above steps 401 to
If there is an error in 404, the process returns to the immediately preceding process, and if the error is resolved, the process proceeds to the next process and the final step 405 is to manufacture the semiconductor device.

【0005】ここで、「論理検証」は論理的に正しいか
否かを判断する第1の検証と、目標とする動作速度で動
作し得るかを判断する第2の検証との2つに大別され
る。第1の検証は、各機能ブロック間の配線で生じる遅
延時間は全て単一に設定し、論理的に正しいかどうかを
判断するものである。第2の検証は、マスクパターン設
計工程前の予想配線、又はマスクパターンにより決定さ
れる実配線を用いて、各論理ブロック及び配線を信号が
伝搬していく経路毎に遅延時間を解析して精度の高い検
証を行うものである。ステップ402では、第1及び第
2の論理検証を共に行い、ステップ404では第2の論
理検証のみを行う。
Here, the "logical verification" is largely divided into a first verification for judging whether it is logically correct and a second verification for judging whether it can operate at a target operation speed. Be separated. In the first verification, the delay time caused by the wiring between the functional blocks is set to a single value and it is judged whether or not it is logically correct. In the second verification, the expected time before the mask pattern design process or the actual wire determined by the mask pattern is used to analyze the delay time for each path through which the signal propagates through each logic block and the wire, and the accuracy is improved. This is a high verification. In step 402, the first and second logic verifications are performed together, and in step 404, only the second logic verification is performed.

【0006】ステップ402の工程で、予想配線に基づ
いて第2の検証を行うのは、上述したように次のステッ
プ403のマスクパターン設計で無駄な時間を消費しな
いようにするためである。そこで、予想配線に基づいた
第2の論理検証を行う際には、できるだけ高精度な検証
を行わなければらなず、そのためには精度の高い遅延時
間情報を得る必要がある。しかしながら、ステップ40
3のマスクパターン設計へ進む前の段階では、機能ブロ
ックの配置や接続配線情報に関する情報を得ることがで
きない状態で、遅延時間を予想しなければならない。
In the step of step 402, the second verification is performed on the basis of the expected wiring so that the mask pattern design of the next step 403 does not consume unnecessary time as described above. Therefore, when performing the second logic verification based on the expected wiring, it is necessary to perform verification with the highest possible accuracy, and for that purpose, it is necessary to obtain highly accurate delay time information. However, step 40
At the stage before proceeding to the mask pattern design of No. 3, the delay time must be predicted in a state where information regarding the arrangement of the functional blocks and the connection wiring information cannot be obtained.

【0007】従来は、図13に示されたような手順で、
遅延時間の算出を行っていた。ステップ501として、
予め既存の半導体回路の設計データを用いて、回路間の
入出力端子数毎に配線長さの平均値を算出する。ステッ
プ502として、用いる機能ブロックの面積の合計値を
算出する。ステップ503として、ステップ502で求
めた機能ブロックの面積の合計値を用いて、装置を実現
するために必要な半導体基板の面積を見積もる。
Conventionally, according to the procedure shown in FIG.
The delay time was calculated. As step 501,
The design value of the existing semiconductor circuit is used in advance to calculate the average value of the wiring length for each number of input / output terminals between the circuits. In step 502, the total value of the areas of the functional blocks used is calculated. In step 503, the total area of the functional blocks obtained in step 502 is used to estimate the area of the semiconductor substrate required to realize the device.

【0008】ステップ505として、配線により接続さ
れる機能ブロックの入出力端子の数を算出する。ステッ
プ506として、ステップ503において求めた半導体
基板の面積と、ステップ505で求めた入出力端子数と
を用いて、マスクパターン設計前の現段階で予想される
各配線の長さを求める。
In step 505, the number of input / output terminals of the functional block connected by wiring is calculated. In step 506, using the area of the semiconductor substrate obtained in step 503 and the number of input / output terminals obtained in step 505, the length of each wiring expected at the present stage before the mask pattern design is obtained.

【0009】ステップ507として、ステップ506で
求めた予想配線長さに、配線の単位面積当たりの容量を
乗算して、配線全体の容量を算出する。ステップ508
として、ステップ507で求めた配線の容量に、入出力
端子に寄生する容量を加算して、配線全体の持つ容量を
求める。ステップ509として、各々の配線を駆動する
機能ブロックの特性と、ステップ508で求めた配線の
持つ容量とを用いて、配線に生じる遅延時間を算出す
る。ここで、機能ブロックの特性として、その機能ブロ
ックを構成するトランジスタの導通抵抗を考慮する。
In step 507, the estimated wiring length obtained in step 506 is multiplied by the capacitance per unit area of the wiring to calculate the capacitance of the entire wiring. Step 508
As a result, the capacitance of the wiring as a whole is obtained by adding the parasitic capacitance of the input / output terminal to the capacitance of the wiring obtained in step 507. In step 509, the delay time caused in the wiring is calculated using the characteristics of the functional block that drives each wiring and the capacitance of the wiring obtained in step 508. Here, as the characteristic of the functional block, the conduction resistance of the transistor forming the functional block is considered.

【0010】以上のステップ505からステップ509
までの工程を、各配線毎に行っていき、全体について行
うと終了する。
The above steps 505 to 509
The above steps are performed for each wiring, and the process is completed for the entire wiring.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年の半導体
回路における微細加工技術の進歩に伴い配線幅が減少
し、さらに半導体基板上で利用可能な面積も増大してき
た。このため、各機能ブロック間を接続する配線の長さ
も長くなり、全体の遅延時間に占める配線のもたらす遅
延時間の割合が増大してきた。この結果、予想の配線の
持つ容量と、マスクパターン設計後の実配線容量との誤
差が増大し、仕様上要求される遅延時間を満たすことが
できない場合が増加してきた。これにより、後のマスク
パターン設計工程で設計の修正が必要となる場合が増え
ており、設計をやり直すことで全体の設計時間の増大を
招いていた。
However, with the recent advances in fine processing technology for semiconductor circuits, the wiring width has decreased, and the area available on the semiconductor substrate has also increased. For this reason, the length of the wiring connecting between the respective functional blocks also becomes long, and the ratio of the delay time caused by the wiring to the total delay time has increased. As a result, the error between the expected capacity of the wiring and the actual wiring capacity after the mask pattern design increases, and the number of cases where the delay time required by the specifications cannot be met has increased. As a result, the number of cases in which the design needs to be corrected in the subsequent mask pattern designing process is increasing, and the total design time is increased by redesigning.

【0012】設計のやり直しを防ぐために配線容量を大
きく見積もる方法もあったが、必要以上に遅延時間の制
約が厳しくなり、半導体基板の面積の増加を招く結果と
なっていた。
Although there has been a method of estimating the wiring capacitance largely in order to prevent the design from being redone, the constraint of the delay time becomes stricter than necessary, resulting in an increase in the area of the semiconductor substrate.

【0013】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、マスクパターン設計を行う前段階で遅延時間を高精
度で見積もることで、設計の修正を減らし効率を向上さ
せることが可能な半導体装置の設計方法及びそのための
設計装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a semiconductor device capable of reducing the design correction and improving the efficiency by estimating the delay time with high accuracy before the mask pattern design. An object is to provide a designing method and a designing device therefor.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の設
計方法は、複数の機能ブロック間を配線で接続するため
の設計方法であって、半導体装置を実現するために必要
な半導体基板の面積を算出するステップと、算出した半
導体基板の面積に基づいて、機能ブロック間を接続する
それぞれの配線の配線長の確率分布を算出するステップ
と、算出した前記配線長に単位長さ当たりの容量を積算
して、それぞれの配線の容量の確率分布を算出するステ
ップと、算出したそれぞれの配線の容量の確率分布に、
それぞれの配線に接続されている前記機能ブロックの入
出力端子の容量の確率分布とを加算し、この加算値と前
記機能ブロックの特性データとを用いて、それぞれの配
線の遅延時間の確率分布を算出するステップと、算出し
たそれぞれの配線の遅延時間の確率分布に、それぞれの
配線に接続された機能ブロックの内部遅延時間を加算し
て、それぞれの信号伝搬経路の遅延時間の確率分布を算
出するステップと、前記半導体装置の目標動作速度を設
定するステップと、算出したそれぞれの信号伝搬経路の
遅延時間の確率分布を用いて、設定した前記目標動作速
度を達成することができない確率を求めるステップと、
算出した目標動作速度を達成することができない確率と
所定値とを比較し、その比較した結果を出力するステッ
プとを備えたことを特徴としている。
A semiconductor device designing method according to the present invention is a designing method for connecting a plurality of functional blocks by wiring, and the area of a semiconductor substrate required to realize the semiconductor device is obtained. And a step of calculating a probability distribution of the wiring length of each wiring connecting between the functional blocks based on the calculated area of the semiconductor substrate, and a capacitance per unit length to the calculated wiring length. The step of integrating and calculating the probability distribution of the capacity of each wiring, and the calculated probability distribution of the capacity of each wiring,
The probability distribution of the capacitance of the input / output terminals of the functional block connected to each wiring is added, and the probability distribution of the delay time of each wiring is calculated using the added value and the characteristic data of the functional block. The probability distribution of the delay time of each signal propagation path is calculated by adding the calculation step and the calculated delay time probability distribution of each wiring with the internal delay time of the functional block connected to each wiring. A step of setting a target operation speed of the semiconductor device, and a step of obtaining a probability that the set target operation speed cannot be achieved by using the calculated probability distribution of delay times of the respective signal propagation paths. ,
It is characterized in that it comprises a step of comparing the calculated probability that the target operation speed cannot be achieved with a predetermined value and outputting the comparison result.

【0015】ここで、算出したそれぞれの配線の遅延時
間の確率分布に加算する機能ブロックの内部遅延時間
を、確率分布として捉えてもよい。
Here, the internal delay time of the functional block to be added to the calculated probability distribution of the delay time of each wiring may be regarded as the probability distribution.

【0016】また、配線に生じる遅延時間を算出すると
きに、容量に起因して生じる遅延時間に、配線の抵抗成
分に起因して生じる遅延時間を加えてもよい。
When calculating the delay time generated in the wiring, the delay time generated due to the resistance component of the wiring may be added to the delay time generated due to the capacitance.

【0017】さらに、既存の半導体装置のデータを用い
て、半導体基板の面積とそれぞれの入出力端子数毎の配
線長との関係を予め求め、半導体基板の面積と機能ブロ
ックの面積の和との関係を予め求めておいてもよい。
Furthermore, using the data of the existing semiconductor device, the relationship between the area of the semiconductor substrate and the wiring length for each number of input / output terminals is obtained in advance, and the relationship between the area of the semiconductor substrate and the area of the functional block is calculated. The relationship may be obtained in advance.

【0018】本発明の半導体装置の設計装置は、既存の
半導体装置のデータを入力される入力部と、前記入力部
に入力されたデータを用いて、半導体基板の面積と、そ
れぞれの入出力端子数毎の配線長との関係を求める手段
と、前記入力部に入力されたデータを用いて、半導体基
板の面積と、機能ブロックの面積の和との関係を求める
手段と、求められた前記半導体基板の面積とそれぞれの
入出力端子数毎の配線長との関係と、半導体基板の面積
と機能ブロックの面積の和との関係をデータベースとし
て格納する記憶手段と、前記記憶手段に格納されたデー
タベースを用いて、当該半導体装置の遅延時間を算出す
る演算手段であって、前記半導体装置を実現するために
必要な半導体基板の面積を算出し、算出した前記半導体
基板の面積に基づいて、前記機能ブロック間を接続する
それぞれの配線の配線長の確率分布を算出し、算出した
前記配線長に単位長さ当たりの容量を積算して、それぞ
れの配線の容量の確率分布を算出し、算出したそれぞれ
の配線の容量の確率分布に、それぞれの配線に接続され
ている前記機能ブロックの入出力端子の容量の確率分布
とを加算し、この加算値と前記機能ブロックの特性デー
タとを用いて、それぞれの配線の遅延時間の確率分布を
算出し、算出したそれぞれの配線の遅延時間の確率分布
に、それぞれの配線に接続された機能ブロックの内部遅
延時間を加算して、それぞれの信号伝搬経路の遅延時間
の確率分布を算出し、算出したそれぞれの信号伝搬経路
の遅延時間の確率分布を用いて、所定の目標動作速度を
達成することができない確率を算出する、前記演算手段
と、算出した前記目標動作速度を達成することができな
い確率と、前記目標動作速度を達成することができない
確率の許容値とを比較する比較手段と、前記比較部が比
較して得られた結果を与えられて外部に出力する出力手
段とを備えたことを特徴としている。
A semiconductor device designing apparatus according to the present invention uses an input section for inputting data of an existing semiconductor device, an area of a semiconductor substrate, and respective input / output terminals by using the data input to the input section. A means for obtaining the relationship between the number of wirings and a means for obtaining the relationship between the area of the semiconductor substrate and the sum of the areas of the functional blocks by using the data input to the input section; Storage means for storing the relationship between the area of the substrate and the wiring length for each number of input / output terminals and the relationship between the area of the semiconductor substrate and the area of the functional blocks as a database, and a database stored in the storage means Is a calculation means for calculating the delay time of the semiconductor device by calculating the area of the semiconductor substrate required to realize the semiconductor device, and based on the calculated area of the semiconductor substrate. Then, the probability distribution of the wiring length of each wiring connecting between the functional blocks is calculated, and the capacity per unit length is added to the calculated wiring length to calculate the probability distribution of the capacity of each wiring. , The calculated probability distribution of the capacitance of each wiring is added to the probability distribution of the capacitance of the input / output terminals of the functional block connected to each wiring, and the added value and the characteristic data of the functional block are added. Then, the probability distribution of the delay time of each wiring is calculated, and the internal delay time of the functional block connected to each wiring is added to the calculated probability distribution of the delay time of each wiring. Probability distribution of delay time of propagation path is calculated, and probability of not being able to achieve a predetermined target operating speed is calculated using the calculated probability distribution of delay time of each signal propagation path. The calculation means, a comparison means for comparing the calculated probability that the target operation speed cannot be achieved with a permissible value of the probability that the target operation speed cannot be achieved, and the comparison section for comparison. The output means is provided for outputting the result obtained by the above to the outside.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】本発明では、マスクパターン設計を行う前
の段階で、予想配線において生じる遅延時間を確率分布
として捉え、各々の信号伝搬経路における予想遅延時間
を求め、この予想遅延時間が目標動作速度を満たさない
確率を求めて、その結果を出力する。そして、この結果
を用いて、全ての信号伝搬経路が目標動作速度を満たさ
ない確率が所定値以内に収まるように回路修正を行うこ
とで、マスクパターン設計工程で設計をやり直す回数を
減らすことができる。
In the present invention, before designing a mask pattern, the delay time occurring in the expected wiring is taken as a probability distribution, the expected delay time in each signal propagation path is obtained, and this expected delay time is set to the target operating speed. The probability of not being satisfied is obtained and the result is output. Then, by using this result, the circuit modification is performed so that the probability that all the signal propagation paths do not satisfy the target operation speed falls within a predetermined value, thereby reducing the number of times of re-designing in the mask pattern design process. .

【0021】図1に、第1の実施の形態における処理の
手順を示す。先ず、ステップ101及び102は、予め
設計処理に必要なデータをデータベースとして持ってお
くための工程である。ステップ101では、既存の半導
体回路の設計データを用いて、半導体基板の面積に対す
る各機能ブロック間を接続する配線の入出力端子数ごと
の配線長さの確率分布を求める。半導体基板の面積が小
さいときは、同じ機能ブロックを用いたときでも配線長
は短くなる。半導体基板の面積が大きいときは、逆に配
線長は長くなる。よって、同じ機能ブロックを用いて半
導体装置を構成する場合にも、実現する半導体基板の面
積によって配線長は異なってくるので、半導体基板の面
積と配線長との関係が重要である。ここで、配線長を固
定値とせずに確率分布としたのは、配線長のとりうる値
にもある一定の幅があるため、この幅を考慮したもので
ある。
FIG. 1 shows the procedure of processing in the first embodiment. First, steps 101 and 102 are steps for preliminarily holding data necessary for design processing as a database. In step 101, using the design data of the existing semiconductor circuit, a probability distribution of the wiring length for each number of input / output terminals of the wiring connecting between the functional blocks with respect to the area of the semiconductor substrate is obtained. When the area of the semiconductor substrate is small, the wiring length becomes short even when the same functional block is used. On the contrary, when the area of the semiconductor substrate is large, the wiring length becomes long. Therefore, even when a semiconductor device is configured using the same functional block, the wiring length differs depending on the area of the semiconductor substrate to be realized, and therefore the relationship between the area of the semiconductor substrate and the wiring length is important. Here, the reason why the wiring length is not a fixed value but the probability distribution is is because the width of the wiring has a certain width, and this width is taken into consideration.

【0022】ステップ102では、既存の設計データを
用いて、半導体基板の面積と、用いる機能ブロックの面
積の合計値との関係を求める。具体的には、半導体基板
の面積に対する、機能ブロックの面積の平均値との関係
を求める。以上のステップ101及び102で得られた
データを、予めデータベースとして記憶しておく。そし
て、個々の半導体装置の遅延時間の見積もりを、以下の
ステップ103からステップ114までの処理によって
行う。
In step 102, the relationship between the area of the semiconductor substrate and the total value of the areas of the functional blocks to be used is obtained using the existing design data. Specifically, the relationship between the area of the semiconductor substrate and the average value of the areas of the functional blocks is obtained. The data obtained in steps 101 and 102 described above is stored in advance as a database. Then, the delay time of each semiconductor device is estimated by the processing from step 103 to step 114 below.

【0023】ステップ103として、遅延時間を予測す
べき当該半導体装置において用いられる機能ブロックの
面積の和を算出する。
At step 103, the sum of the areas of the functional blocks used in the semiconductor device whose delay time is to be predicted is calculated.

【0024】ステップ104として、ステップ102に
おいて得られた半導体基板の面積と機能ブロックの面積
との関係を用いて、当該半導体装置において必要な半導
体基板の面積を求める。
In step 104, the area of the semiconductor substrate required in the semiconductor device is obtained by using the relationship between the area of the semiconductor substrate and the area of the functional block obtained in step 102.

【0025】ステップ106として、今着目している配
線に接続されている機能ブロックの入出力端子数を求め
る。
At step 106, the number of input / output terminals of the functional block connected to the wiring of interest is obtained.

【0026】ステップ107として、ステップ104に
おいて求めた半導体基板の面積と、ステップ106にお
いて求めた機能ブロックの入出力端子数から、ステップ
101で得られたデータベースを用いて配線の長さの分
布を求める。
In step 107, the wiring length distribution is obtained from the area of the semiconductor substrate obtained in step 104 and the number of input / output terminals of the functional block obtained in step 106 using the database obtained in step 101. .

【0027】ステップ108において、ステップ107
で求めた配線長の分布に単位長さ当たりの容量を乗算し
て、配線容量の分布を求める。
In step 108, step 107
The distribution of the wiring length obtained by is multiplied by the capacitance per unit length to obtain the distribution of the wiring capacitance.

【0028】ステップ109として、ステップ108に
おいて求めた配線容量の分布に入出力端子数に寄生する
容量を加算し、駆動すべき全負荷容量の分布を算出す
る。
In step 109, the parasitic capacitance of the number of input / output terminals is added to the wiring capacitance distribution obtained in step 108 to calculate the distribution of the total load capacitance to be driven.

【0029】ステップ110として、今着目している配
線を駆動する機能ブロックの特性に基づいて、ステップ
109で求めた全負荷容量を駆動する時に生じる配線遅
延の分布を求める。より具体的には、当該配線に接続さ
れた機能ブロック内のトランジスタの持つ導通抵抗と、
全負荷容量の分布との積を算出し、この算出した値に比
例したものが遅延時間の分布となる。以上のステップ1
06からステップ110までの処理を、ステップ105
として示したように全ての配線毎に行っていく。
In step 110, the wiring delay distribution generated when driving the entire load capacitance obtained in step 109 is obtained based on the characteristics of the functional block for driving the wiring of interest. More specifically, the conduction resistance of the transistor in the functional block connected to the wiring,
The product of the distribution of the total load capacity is calculated, and the delay time distribution is proportional to the calculated value. Step 1 above
From step 06 to step 110, step 105
As shown in, the procedure is performed for all wirings.

【0030】ステップ112として、信号が伝搬してい
く経路中に含まれる機能ブロック内部において生じる遅
延時間分布と、ステップ110により求めた配線遅延の
分布とから、それぞれの信号が伝搬する経路全体におい
て生じる遅延時間の分布を算出する。
At step 112, the delay time distribution generated inside the functional block included in the path along which the signal propagates and the wiring delay distribution obtained at step 110 result in the entire path along which each signal propagates. Calculate the distribution of delay times.

【0031】ステップ113として、ステップ112に
おいて求めた複数の信号伝搬経路の配線遅延時間分布が
所望の動作速度を満たさない確率を求める。具体的に
は、ステップ112において求めた遅延時間の分布のう
ち、所望の目標動作速度を満たさないものを積分して確
率を求める。
In step 113, the probability that the wiring delay time distribution of the plurality of signal propagation paths obtained in step 112 does not satisfy the desired operation speed is obtained. Specifically, of the delay time distributions obtained in step 112, those that do not satisfy the desired target operation speed are integrated to obtain the probability.

【0032】ステップ114として、ステップ113で
求めた、目標動作速度を満たしていないものの確率が許
容レベルを示す所定値以上である信号伝搬経路を抽出し
て、最終的な結果として出力する。この出力結果は、遅
延時間が長い信号伝搬経路を示しており、マスクパター
ンの設計を行う際に再設計を行うなどの注意すべき箇所
であるとして、その後の設計工程において利用される。
In step 114, the signal propagation path obtained in step 113, which does not satisfy the target operating speed, but whose probability is equal to or higher than a predetermined value indicating an allowable level, is extracted and output as a final result. This output result shows a signal propagation path with a long delay time, and is used in the subsequent design process as a point to be noted such as redesigning when designing a mask pattern.

【0033】次に、より具体的に信号伝搬経路に生じる
遅延時間の分布を求める手順を図2を用いて説明する。
図中太い線で示された信号線11、12、及び13が、
機能ブロックであるDフリップフロップ15、AND回
路14、インバータ16、バッファ21及びDフリップ
フロップ間を接続している。Dフリップフロップ15は
出力端子Qを有し、この出力端子QとAND回路14の
入力端子Aとが信号線11で接続されている。AND回
路14の出力端子Zとインバータ16の入力端子Aとが
信号線12で接続され、AND回路14の出力端子Zと
バッファ21の入力端子とが信号線12で接続されてい
る。インバータ16の出力端子ZとDフリップフロップ
17の入力端子Dとが信号線13で接続されている。図
3に、上述した図1のステップ101で作成したデータ
ベースにおける、入出力端子数が「2」であるときの配
線長の分布を示す。例えば、長さが0〜1μm である確
率は10%であり、1〜2μm である確率は40%であ
る。さらに、図4に入出力端子数が「3」であるときの
配線長の分布を示す。配線長が1〜2μm である確率は
20%であり、2〜3μm である確率は30%である。
Next, the procedure for obtaining the distribution of delay times occurring in the signal propagation path will be described more specifically with reference to FIG.
The signal lines 11, 12, and 13 shown by thick lines in the drawing are
The D flip-flop 15, which is a functional block, the AND circuit 14, the inverter 16, the buffer 21, and the D flip-flop are connected to each other. The D flip-flop 15 has an output terminal Q, and the output terminal Q and the input terminal A of the AND circuit 14 are connected by the signal line 11. The output terminal Z of the AND circuit 14 and the input terminal A of the inverter 16 are connected by the signal line 12, and the output terminal Z of the AND circuit 14 and the input terminal of the buffer 21 are connected by the signal line 12. The output terminal Z of the inverter 16 and the input terminal D of the D flip-flop 17 are connected by the signal line 13. FIG. 3 shows the distribution of the wiring length when the number of input / output terminals is “2” in the database created in step 101 of FIG. 1 described above. For example, the probability that the length is 0 to 1 μm is 10%, and the probability that the length is 1 to 2 μm is 40%. Further, FIG. 4 shows the distribution of the wiring length when the number of input / output terminals is “3”. The probability that the wiring length is 1-2 μm is 20%, and the probability that it is 2-3 μm is 30%.

【0034】図5に、機能ブロックの特性をテーブルと
して示す。機能ブロックとして、Dフリップフロップ1
5又は17、AND回路14、インバータ16及びバッ
ファ21があり、例えばDフリップフロップ15、17
を例にとると、入力端子Dには端子に寄生する容量とし
て「1」があり、出力端子Qには容量「0.5」が存在
する。導通抵抗は「2」であり、クロック端子CLKか
ら出力端子Qまでの遅延時間は「5」であるとする。こ
こで各々の数値は、他の数値に対する相対的な大きさを
示す値に対応している。そして、導通抵抗として示され
た値、例えばDフリップフロップの値「2」は、出力端
子Qで駆動される容量と掛けることで、時間となる係数
に相当する。ここで、配線の単位長さ当たりの容量は、
「2」であるとする。
FIG. 5 shows the characteristics of the functional blocks as a table. As a functional block, a D flip-flop 1
5 or 17, an AND circuit 14, an inverter 16 and a buffer 21. For example, D flip-flops 15 and 17 are provided.
For example, the input terminal D has a capacitance “1” parasitic on the terminal, and the output terminal Q has a capacitance “0.5”. It is assumed that the conduction resistance is "2" and the delay time from the clock terminal CLK to the output terminal Q is "5". Here, each numerical value corresponds to a value indicating a relative size with respect to other numerical values. Then, the value shown as the conduction resistance, for example, the value "2" of the D flip-flop corresponds to a coefficient which becomes time when multiplied by the capacitance driven by the output terminal Q. Here, the capacitance per unit length of wiring is
It is assumed to be "2".

【0035】図6に、配線長の分布に対応した信号線1
1の持つ配線容量と、図5に示されたDフリップフロッ
プ15の特性データを用いて算出した全容量、配線遅延
時間、確率を示す。同様に、図7に信号線12が持つ配
線容量と、図5に示されたAND回路14の特性データ
を用いて算出した全容量、配線遅延時間、確率を示し、
図8に信号線13が持つ配線容量と、図5に示されたイ
ンバータ16の特性データを用いて算出した全容量、配
線遅延時間、確率を示す。
FIG. 6 shows the signal line 1 corresponding to the distribution of the wiring length.
1 shows the wiring capacitance of 1 and the total capacitance calculated using the characteristic data of the D flip-flop 15 shown in FIG. 5, the wiring delay time, and the probability. Similarly, FIG. 7 shows the wiring capacitance of the signal line 12, the total capacitance calculated using the characteristic data of the AND circuit 14 shown in FIG. 5, the wiring delay time, and the probability.
FIG. 8 shows the wiring capacitance of the signal line 13, the total capacitance calculated using the characteristic data of the inverter 16 shown in FIG. 5, the wiring delay time, and the probability.

【0036】図6において、配線長「0.5、1.5、
…」は図3の配線長「0〜1、1〜2、…」の平均値を
とったもので、配線容量はこの配線長「0.5、1.
5、…」に配線の単位長さ当たりの容量「2」を乗算し
た値である。そして、乗算して得られた配線容量に、端
子に寄生する容量を加算すると、全容量が得られる。即
ち、図5のDフリップフロップ15の出力端子Qの容量
「0.5」と、AND回路14の入力端子Aの容量
「1」を配線容量「1、3、…」に加算すると、全容量
「2.5、4.5、…」が求まる。この全容量「2.
5、4.5、…」に、図5の導通抵抗Qの値「2」を乗
算すると、配線遅延時間「5、9、…(ns)」が得られ
る。即ち、配線長が「0.5」となる確率は10%で、
このときの配線遅延時間は5(ns)、配線長が「1.
5」となる確率は40%でこの場合の配線遅延時間は9
(ns)となる。
In FIG. 6, the wiring lengths "0.5, 1.5,
"" Is an average value of the wiring lengths "0 to 1, 1 to 2, ..." in FIG. 3, and the wiring capacitance is "0.5, 1.
Is a value obtained by multiplying the capacitance "2" per unit length of wiring. Then, the wiring capacitance obtained by the multiplication is added to the capacitance parasitic on the terminal to obtain the total capacitance. That is, when the capacitance "0.5" of the output terminal Q of the D flip-flop 15 of FIG. 5 and the capacitance "1" of the input terminal A of the AND circuit 14 are added to the wiring capacitances "1, 3, ...""2.5, 4.5, ..." is obtained. This total capacity "2.
5 is multiplied by the value "2" of the conduction resistance Q in FIG. 5, the wiring delay time "5, 9, ... (ns)" is obtained. That is, the probability that the wiring length will be "0.5" is 10%,
At this time, the wiring delay time is 5 (ns) and the wiring length is "1.
5 "is 40% and the wiring delay time in this case is 9%.
(Ns).

【0037】同様に、配線12の配線遅延時間を求めた
ものを図7に示し、配線13の配線遅延時間を求めたも
のを図8にそれぞれ示す。配線12では、配線長の平均
値が「0.5、1.5…」となる確率は「10%、20
%、…」であり、単位長さ当たりの容量「2」を乗算し
て配線容量「1、3、…」を求める。この配線容量に、
インバータ16及びバッファ21の入力端子Aの合計容
量「2」を加算すると、全容量「3、5、…」が求ま
る。
Similarly, the obtained wiring delay time of the wiring 12 is shown in FIG. 7, and the obtained wiring delay time of the wiring 13 is shown in FIG. In the wiring 12, the probability that the average value of the wiring length is “0.5, 1.5 ...” Is “10%, 20.
%, And the capacity per unit length “2” is multiplied to obtain the wiring capacity “1, 3, ...”. In this wiring capacity,
When the total capacitance "2" of the inverter 16 and the input terminal A of the buffer 21 is added, the total capacitance "3, 5, ..."

【0038】全容量に、AND回路14の導通抵抗
「1」を乗算して配線遅延時間「3、5、…」を得る。
The total capacitance is multiplied by the conduction resistance "1" of the AND circuit 14 to obtain the wiring delay time "3, 5, ...".

【0039】配線13では、配線長の平均値が「0.
5、1.5…」となる確率は「10%、40%、…」で
あり、単位長さ当たりの容量「2」を乗算して配線容量
「1、3、…」を求める。この配線容量に、Dフリップ
フロップ17の入力端子Dの容量「1」を加算すると、
全容量「2、4、…」が求まる。この全容量に、Dフリ
ップフロップ17の導通抵抗「1」を乗算して配線遅延
時間「2、4、…」を得る。
In the wiring 13, the average value of the wiring length is "0.
The probability of "5, 1.5 ..." Is "10%, 40%, ..." And the capacitance per unit length "2" is multiplied to obtain the wiring capacitance "1, 3, ...". If the capacitance "1" of the input terminal D of the D flip-flop 17 is added to this wiring capacitance,
The total capacity "2, 4, ..." is obtained. This total capacitance is multiplied by the conduction resistance “1” of the D flip-flop 17 to obtain the wiring delay time “2, 4, ...”.

【0040】図9に、配線11、12、13の信号伝搬
経路における遅延時間と、それぞれの確率とを示す。配
線11で配線遅延時間「5ns」となる確率は図6より1
0%で、配線12において配線遅延時間「3ns」が生じ
る確率は図7より10%、配線13で配線遅延時間「2
ns」が生じる確率は図8より10%である。よって、こ
のような配線遅延が全て発生するときの確率は10
(%)*10(%)*10(%)=0.1(%)であ
る。このときの最終的に求めるべき遅延時間は、上記配
線遅延時間の合計5+3+2=10(ns)に、Dフリッ
プフロップ15、AND回路14、及びDフリップフロ
ップ17の内部で発生する遅延時間の合計5+2+1=
8(ns)を合計した値18(ns)となる。
FIG. 9 shows delay times in the signal propagation paths of the wirings 11, 12, and 13 and respective probabilities. The probability that the wiring delay time of the wiring 11 is “5 ns” is 1 from FIG.
At 0%, the probability that the wiring delay time “3 ns” will occur in the wiring 12 is 10% as shown in FIG.
The probability of occurrence of "ns" is 10% from FIG. Therefore, the probability when all such wiring delays occur is 10
(%) * 10 (%) * 10 (%) = 0.1 (%). The delay time to be finally obtained in this case is 5 + 3 + 2 = 10 (ns) in total of the wiring delay times, and 5 + 2 + 1 in total of the delay times generated inside the D flip-flop 15, the AND circuit 14, and the D flip-flop 17. =
The total value of 8 (ns) is 18 (ns).

【0041】回路の目標動作速度が20(MHz)であ
るとすると、遅延時間は50(ns)未満である必要があ
る。50(ns)を越える遅延が生じる確率は、50(n
s)のときの0.1%と、52(ns)のときの0.05
%であり、合計すると0.15%となる。即ち、0.1
5%の確率でマスクパターン設計工程において設計の修
正を行う必要があることがわかる。
If the target operating speed of the circuit is 20 (MHz), the delay time needs to be less than 50 (ns). The probability of a delay exceeding 50 (ns) is 50 (n
0.1% for s) and 0.05 for 52 (ns)
%, And the total is 0.15%. That is, 0.1
It can be seen that it is necessary to correct the design in the mask pattern design process with a probability of 5%.

【0042】次に、本発明の第2の実施の形態について
図10を参照して説明する。第1の実施の形態では機能
ブロックの内部遅延時間を、図5に示されるように固定
値としている。これに対し、第2の実施の形態では機能
ブロック内で生じる遅延時間は製造プロセスのばらつき
に依存することを考慮した点に特徴がある。即ち、配線
遅延の値に機能ブロックの内部遅延時間の固定値を加算
するのではなく、配線遅延時間と同様に分布関数として
加えて全体の遅延時間を求める。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment, the internal delay time of the functional block is set to a fixed value as shown in FIG. On the other hand, the second embodiment is characterized in that the delay time generated in the functional block depends on the variation in the manufacturing process. That is, instead of adding the fixed value of the internal delay time of the functional block to the value of the wiring delay, the entire delay time is obtained by adding it as a distribution function like the wiring delay time.

【0043】ステップ201からステップ210までの
処理は、図1を用いて説明した第1の実施の形態におけ
るステップ101からステップ110までの処理と同様
であり、説明を省略する。ステップ210までの処理に
よって、各々の配線に生じる遅延時間が算出される。
The processing from step 201 to step 210 is the same as the processing from step 101 to step 110 in the first embodiment described with reference to FIG. By the processing up to step 210, the delay time generated in each wiring is calculated.

【0044】次に、ステップ212へ移行する。各々の
機能ブロックの内部において生じる遅延時間の分布を求
める。即ち、機能ブロックの内部遅延を固定値とせずに
複数の値を設定し、各値毎に生じる確率を付与した分布
として表す。
Then, the process proceeds to step 212. The distribution of delay times generated inside each functional block is obtained. That is, a plurality of values are set without setting the internal delay of the functional block to a fixed value, and the distribution is given as a distribution in which the probability of occurring for each value is given.

【0045】そして、ステップ210で求めた配線の遅
延時間の分布と、この機能ブロックの内部遅延時間の分
布とを加算して、それぞれの信号伝搬経路毎に生じる全
体の遅延時間の分布を求める。このような処理を、ステ
ップ211として全ての信号伝搬経路に対して行ってい
く。
Then, the distribution of the delay time of the wiring obtained in step 210 and the distribution of the internal delay time of this functional block are added to obtain the distribution of the entire delay time generated for each signal propagation path. Such processing is performed for all signal propagation paths in step 211.

【0046】この後のステップ213及び214は、図
1に示されたステップ113及び114と同様であり、
目標動作速度を満たさない確率を求め、この確率が所定
値をこえた場合にはその旨を出力し、以降のマスクパタ
ーン設計工程で利用できるようにする。
Subsequent steps 213 and 214 are similar to steps 113 and 114 shown in FIG.
The probability that the target operation speed is not satisfied is calculated, and when this probability exceeds a predetermined value, that fact is output so that it can be used in the subsequent mask pattern design process.

【0047】第2の実施の形態によれば、機能ブロック
内部で生じる遅延時間を固定せずに、製造プロセス上の
ばらつきを考慮した分布として捉えている。このため、
より高精度で遅延時間の見積もりを行うことができる。
According to the second embodiment, the delay time generated inside the functional block is not fixed, but is considered as a distribution in consideration of variations in the manufacturing process. For this reason,
The delay time can be estimated with higher accuracy.

【0048】本発明の第3の実施の形態について、図1
1のフローチャートを用いて説明する。本実施の形態
は、ファンアウト数が2以上である場合に、配線の抵抗
成分の存在によって、論理上は同じであっても配線長さ
の相違によって遅延時間が異なる点を考慮し、抵抗成分
による遅延時間の分布を求める点に特徴がある。配線の
抵抗成分により、遅延時間に分布が生じることは、次の
文献に開示されている。「W.Elmore著, ”The transien
t response of dampled liner networks with particul
ar regard to wideband amplifiers”, Journal of App
lied Phisics, Vol. 19, pp.55-63, 1948 年1月発行」 配線の抵抗成分が遅延時間に与える影響を、図14を用
いて説明する。インバータINV1の出力端子に、イン
バータINV2の入力端子とインバータINV3の入力
端子とがそれぞれ接続されている。インバータINV2
とインバータINV3とは、論理上は等しい関係にあ
る。しかし、インバータINV1の出力端子からインバ
ータINV2の入力端子までの信号線と、インバータI
NV1の出力端子からインバータINV3の入力端子ま
での信号線との間には、距離L2−L1の相違が存在す
る。信号線には抵抗成分が存在するので、距離が異なる
と、インバータINV1の出力がインバータINV2と
インバータINV3にそれぞれ入力されるまでに要する
時間が異なってくる。このような配線の抵抗成分がもた
らす遅延時間の分布を考慮し、以下のような手順で全体
の遅延時間の分布を求める。
FIG. 1 shows the third embodiment of the present invention.
This will be described using the flowchart of No. 1. In the present embodiment, when the number of fan-outs is 2 or more, the resistance component exists in consideration of the difference in the delay time due to the difference in the wiring length even if it is logically the same due to the existence of the resistance component in the wiring. The feature is that the distribution of delay time due to is obtained. The fact that the delay time has a distribution due to the resistance component of the wiring is disclosed in the following document. "W. Elmore," The transien
t response of dampled liner networks with particul
ar regard to wideband amplifiers ”, Journal of App
lied Phisics, Vol. 19, pp.55-63, issued January 1948. "The effect of the resistance component of the wiring on the delay time will be described with reference to FIG. The input terminal of the inverter INV2 and the input terminal of the inverter INV3 are connected to the output terminal of the inverter INV1. Inverter INV2
And the inverter INV3 have the same logical relationship. However, the signal line from the output terminal of the inverter INV1 to the input terminal of the inverter INV2 and the inverter I
There is a difference in distance L2-L1 between the signal line from the output terminal of NV1 to the input terminal of the inverter INV3. Since the signal line has a resistance component, if the distance is different, the time required for the output of the inverter INV1 to be input to the inverter INV2 and the inverter INV3 will be different. In consideration of the delay time distribution caused by the resistance component of the wiring, the entire delay time distribution is obtained by the following procedure.

【0049】ステップ301では、図1に示したステッ
プ101と同様に、既存の設計データを用いて、半導体
基板の面積と配線の入出力端子数に対する配線容量の分
布を求めてデータベースとして利用できるようにしてお
く。
In step 301, similarly to step 101 shown in FIG. 1, using existing design data, the distribution of the wiring capacitance with respect to the area of the semiconductor substrate and the number of wiring input / output terminals can be obtained and used as a database. Leave.

【0050】ステップ302では、ステップ102とは
異なり、既存の設計データを用いて、半導体基板の面積
と、入出力端子数と配線の抵抗成分がもたらす遅延時間
の分布とを求める。
Unlike step 102, step 302 uses the existing design data to determine the area of the semiconductor substrate, the number of input / output terminals, and the distribution of delay time caused by the resistance component of the wiring.

【0051】ステップ303からステップ305までの
処理は、図1に示したステップ102からステップ10
4までの処理と同様である。さらにステップ306から
ステップ311は、図1におけるステップ105からス
テップ110と同様に、配線に寄生する容量がもたらす
遅延時間を求める。
The processing from step 303 to step 305 is the same as step 102 to step 10 shown in FIG.
This is the same as the processing up to 4. Further, in steps 306 to 311 similarly to steps 105 to 110 in FIG. 1, the delay time caused by the capacitance parasitic on the wiring is obtained.

【0052】ステップ312では、上述したように、ス
テップ302において求めたデータを用いて、配線が有
する抵抗成分によりもたらされる遅延分布を求める。次
に、ステップ311で求めた容量がもたらす配線の遅延
分布と、ステップ312で求めた抵抗成分がもたらす配
線の遅延分布とを用いて、配線全体の遅延分布を算出す
る。
In step 312, the delay distribution caused by the resistance component of the wiring is calculated using the data calculated in step 302 as described above. Next, the delay distribution of the wiring obtained by the capacitance obtained in step 311 and the delay distribution of the wiring obtained by the resistance component obtained in step 312 are used to calculate the delay distribution of the entire wiring.

【0053】以降のステップ314からステップ317
までの処理は、図1におけるステップ111からステッ
プ114の処理内容と同様であり、目標の動作速度を満
たさない確率が所定値を越える場合にその結果を出力す
る。
Subsequent steps 314 to 317
The processing up to is the same as the processing contents of step 111 to step 114 in FIG. 1, and outputs the result when the probability that the target operation speed is not satisfied exceeds a predetermined value.

【0054】図15には、上記第1から第3の実施の形
態による設計方法で用いることが可能な設計装置の概略
構成を示す。データ入力部31に必要なデータを入力
し、演算処理部32により上述した各ステップの演算処
理を実行する。記憶部33には、例えば図1におけるス
テップ101及び102により得られたデータベース等
を格納し、以降の演算処理で利用できるようにする。比
較部34は、例えば図1のステップ114で行う目標動
作速度を満たさない確率と所定値との比較動作を行い、
演算結果出力部35は比較部34が行った結果をレポー
トの形式で報告するための出力処理を行う。
FIG. 15 shows a schematic structure of a designing apparatus which can be used in the designing methods according to the first to third embodiments. Required data is input to the data input unit 31, and the arithmetic processing unit 32 executes the arithmetic processing of each step described above. The storage unit 33 stores, for example, the database and the like obtained in steps 101 and 102 in FIG. 1 so that it can be used in the subsequent arithmetic processing. The comparison unit 34 performs a comparison operation between the probability that the target operation speed is not satisfied and the predetermined value, which is performed in step 114 of FIG.
The calculation result output unit 35 performs an output process for reporting the result performed by the comparison unit 34 in the form of a report.

【0055】以上の第1から第3の実施の形態によれ
ば、マスクパターン設計工程の前段階で、予想される配
線に基づいていずれの信号伝搬経路において遅延時間が
目標動作速度を満たさない確率を求めることができる。
よって、このような修正すべき確率の高い信号伝搬経路
を検出して修正することで、マスクパターン設計工程で
設計をやり直す回数を減少させることができる。この結
果、設計工程全体で要する時間が減少し効率が向上す
る。
According to the above-described first to third embodiments, the probability that the delay time does not satisfy the target operation speed in any signal propagation path based on the expected wiring in the previous stage of the mask pattern design process. Can be asked.
Therefore, it is possible to reduce the number of times of re-designing in the mask pattern designing process by detecting and correcting such a signal propagation path having a high probability of correction. As a result, the time required for the entire design process is reduced and the efficiency is improved.

【0056】また、第2の実施の形態によれば、製造プ
ロセスのばらつきが原因で機能ブロックの内部遅延時間
がばらつくことを考慮して、信号伝搬経路全体に生じる
遅延時間を算出するため、より高精度に見積もることが
できる。
Further, according to the second embodiment, the delay time generated in the entire signal propagation path is calculated in consideration of the fluctuation of the internal delay time of the functional block due to the fluctuation of the manufacturing process. Highly accurate estimation is possible.

【0057】第3の実施の形態では、配線の抵抗成分が
もたらす入力端子毎の遅延時間の分布を考慮して、信号
伝搬経路の遅延時間を求めるため、演算精度を向上させ
ることができる。
In the third embodiment, the delay time of the signal propagation path is obtained in consideration of the distribution of delay time for each input terminal caused by the resistance component of the wiring, so that the calculation accuracy can be improved.

【0058】上述した実施例はいずれも一例であって、
本発明を限定するものではない。例えば、半導体装置を
構成する上で用いる機能ブロックは、図2に示されたも
のに限られず、どのような機能ブロックを用いて設計す
る場合にも本発明を適用することができる。即ち、用い
る機能ブロックの端子に寄生する容量と、機能ブロック
が有する導通抵抗等の特性データと、機能ブロックの内
部遅延時間とを設定しておくことで、本発明により遅延
時間を算出することができる。
The above-mentioned embodiments are all examples,
It does not limit the invention. For example, the functional blocks used to form the semiconductor device are not limited to those shown in FIG. 2, and the present invention can be applied to any functional block for designing. That is, the delay time can be calculated by the present invention by setting the capacitance parasitic on the terminal of the functional block to be used, the characteristic data such as the conduction resistance of the functional block, and the internal delay time of the functional block. it can.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置の設計方法及びその装置によれば、マスクパターン設
計工程の前段階で予想配線に基づいて信号伝搬経路の遅
延時間を算出し、目標動作を達成する確率を求めること
ができるため、マスクパターン設計工程における設計の
やり直しを減少させ設計効率を向上させることができ
る。
As described above, according to the method of designing a semiconductor device and the device therefor of the present invention, the delay time of the signal propagation path is calculated based on the expected wiring at the stage before the mask pattern design process, and the target is obtained. Since the probability of achieving the operation can be obtained, it is possible to reduce the design rework in the mask pattern design process and improve the design efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態による半導体装置の
設計方法の処理手順を示したフローチャート。
FIG. 1 is a flowchart showing a processing procedure of a semiconductor device designing method according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同設計方法を適用して設計することが可能な半
導体装置の構成を示したブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor device that can be designed by applying the design method.

【図3】同設計方法において求める入出力端子数が2の
場合の配線長の分布を示した説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a distribution of wiring lengths when the number of input / output terminals calculated by the same design method is two.

【図4】同設計方法において求める入出力端子数が3の
場合の配線長の分布を示した説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a distribution of wiring lengths when the number of input / output terminals calculated by the same design method is three.

【図5】同設計方法において求める機能ブロックの容
量、導通抵抗及び内部遅延時間を示した説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a capacitance, a conduction resistance, and an internal delay time of a functional block obtained in the design method.

【図6】図2における信号線11について求めた配線容
量と遅延時間の分布を示した説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a distribution of wiring capacitance and delay time obtained for the signal line 11 in FIG.

【図7】図2における信号線12について求めた配線容
量と遅延時間の分布を示した説明図。
7 is an explanatory diagram showing a distribution of wiring capacitance and delay time obtained for the signal line 12 in FIG.

【図8】図2における信号線13について求めた配線容
量と遅延時間の分布を示した説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the distribution of wiring capacitance and delay time obtained for the signal line 13 in FIG.

【図9】図2の回路において発生する遅延時間の分布を
示した説明図。
9 is an explanatory diagram showing a distribution of delay time generated in the circuit of FIG.

【図10】本発明の第2の実施の形態による半導体装置
の設計方法の処理手順を示したフローチャート。
FIG. 10 is a flowchart showing a processing procedure of a semiconductor device designing method according to a second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第3の実施の形態による半導体装置
の設計方法の処理手順を示したフローチャート。
FIG. 11 is a flowchart showing a processing procedure of a semiconductor device designing method according to a third embodiment of the present invention.

【図12】半導体装置を設計するときの処理の手順を示
したフローチャート。
FIG. 12 is a flowchart showing a procedure of processing when designing a semiconductor device.

【図13】従来の遅延時間の算出方法における処理の手
順を示したフローチャート。
FIG. 13 is a flowchart showing a processing procedure in a conventional delay time calculation method.

【図14】本発明の第3の実施の形態において配線の抵
抗成分が与える遅延時間への影響を説明するための回路
図。
FIG. 14 is a circuit diagram for explaining the influence of the resistance component of the wiring on the delay time in the third embodiment of the invention.

【図15】本発明の第1ないし第3の実施の形態による
半導体装置の設計方法で用いることが可能な設計装置の
概略構成を示したブロック図。
FIG. 15 is a block diagram showing a schematic configuration of a design device that can be used in the semiconductor device design methods according to the first to third embodiments of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11〜13 信号線 14 AND回路 15、17 Dフリップフロップ 16、INV1〜INV3 インバータ 21 バッファ 18、19、20 内部信号伝搬経路 31 データ入力部 32 演算処理部 33 記憶部 34 比較部 35 演算結果出力部 11-13 Signal line 14 AND circuit 15, 17 D flip-flop 16, INV1-INV3 Inverter 21 Buffer 18, 19, 20 Internal signal propagation path 31 Data input part 32 Operation processing part 33 Storage part 34 Comparison part 35 Operation result output part

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の機能ブロック間を配線で接続する半
導体装置の設計方法において、 半導体装置を実現するために必要な半導体基板の面積を
算出するステップと、 算出した前記半導体基板の面積に基づいて、前記機能ブ
ロック間を接続するそれぞれの配線の配線長の確率分布
を算出するステップと、 算出した前記配線長に単位長さ当たりの容量を積算し
て、それぞれの配線の容量の確率分布を算出するステッ
プと、 算出したそれぞれの配線の容量の確率分布に、それぞれ
の配線に接続されている前記機能ブロックの入出力端子
の容量の確率分布とを加算し、この加算値と前記機能ブ
ロックの特性データとを用いて、それぞれの配線の遅延
時間の確率分布を算出するステップと、 算出したそれぞれの配線の遅延時間の確率分布に、それ
ぞれの配線に接続された機能ブロックの内部遅延時間を
加算して、それぞれの信号伝搬経路の遅延時間の確率分
布を算出するステップと、 前記半導体装置の目標動作速度を設定するステップと、 算出したそれぞれの信号伝搬経路の遅延時間の確率分布
を用いて、設定した前記目標動作速度を達成することが
できない確率を求めるステップと、 算出した前記目標動作速度を達成することができない確
率と所定値とを比較し、その比較した結果を出力するス
テップと、 を備えたことを特徴とする半導体装置の設計方法。
1. In a method of designing a semiconductor device in which a plurality of functional blocks are connected by wiring, a step of calculating an area of a semiconductor substrate required to realize the semiconductor device, and a step of calculating the area of the semiconductor substrate based on the calculated area. And calculating the probability distribution of the wiring length of each wiring connecting the functional blocks, and multiplying the calculated wiring length by the capacitance per unit length to obtain the probability distribution of the capacitance of each wiring. The step of calculating and the calculated probability distribution of the capacitances of the respective wirings are added with the probability distribution of the capacitances of the input / output terminals of the functional blocks connected to the respective wirings. The step of calculating the probability distribution of the delay time of each wiring by using the characteristic data and the calculated probability distribution of the delay time of each wiring. Calculating the probability distribution of the delay times of the respective signal propagation paths by adding the internal delay times of the functional blocks connected to the wiring, and setting the target operating speed of the semiconductor device, Using the probability distribution of the delay time of the signal propagation path, the step of obtaining the probability that the set target operation speed cannot be achieved, and the probability that the calculated target operation speed cannot be achieved and a predetermined value A method of designing a semiconductor device, comprising: comparing and outputting a result of the comparison.
【請求項2】複数の機能ブロック間を配線で接続する半
導体装置の設計方法において、 半導体装置を実現するために必要な半導体基板の面積を
算出するステップと、 算出した前記半導体基板の面積に基づいて、前記機能ブ
ロック間を接続するそれぞれの配線の配線長の確率分布
を算出するステップと、 算出した前記配線長に単位長さ当たりの容量を積算し
て、それぞれの配線の容量の確率分布を算出するステッ
プと、 算出したそれぞれの配線の容量の確率分布に、それぞれ
の配線に接続されている前記機能ブロックの入出力端子
の容量の確率分布とを加算し、この加算値と前記機能ブ
ロックの特性データとを用いて、それぞれの配線の遅延
時間の確率分布を算出するステップと、 算出したそれぞれの配線の遅延時間の確率分布に、それ
ぞれの配線に接続された機能ブロックの内部遅延時間の
確率分布を加算して、それぞれの信号伝搬経路の遅延時
間の確率分布を算出するステップと、 前記半導体装置の目標動作速度を設定するステップと、 算出したそれぞれの信号伝搬経路の遅延時間の確率分布
を用いて、設定した前記目標動作速度を達成することが
できない確率を求めるステップと、 算出した前記目標動作速度を達成することができない確
率と所定値とを比較し、その比較した結果を出力するス
テップと、 を備えたことを特徴とする半導体装置の設計方法。
2. A method of designing a semiconductor device in which a plurality of functional blocks are connected by wiring, the step of calculating an area of a semiconductor substrate required to realize the semiconductor device, and the step of calculating the area of the semiconductor substrate. And calculating the probability distribution of the wiring length of each wiring connecting the functional blocks, and multiplying the calculated wiring length by the capacitance per unit length to obtain the probability distribution of the capacitance of each wiring. The step of calculating and the calculated probability distribution of the capacitances of the respective wirings are added with the probability distribution of the capacitances of the input / output terminals of the functional blocks connected to the respective wirings. The step of calculating the probability distribution of the delay time of each wiring by using the characteristic data and the calculated probability distribution of the delay time of each wiring. Adding the probability distribution of the internal delay time of the functional block connected to the wiring of, calculating the probability distribution of the delay time of each signal propagation path, and the step of setting the target operating speed of the semiconductor device, Using the calculated probability distribution of the delay times of the respective signal propagation paths, obtaining a probability that the set target operation speed cannot be achieved, and a probability that the calculated target operation speed cannot be achieved and a predetermined value. A method of designing a semiconductor device, comprising: a step of comparing the values with each other; and a step of outputting the comparison result.
【請求項3】複数の機能ブロック間を配線で接続する半
導体装置の設計方法において、 半導体装置を実現するために必要な半導体基板の面積を
算出するステップと、 算出した前記半導体基板の面積に基づいて、前記機能ブ
ロック間を接続するそれぞれの配線の配線長の確率分布
を算出するステップと、 算出した前記配線長に単位長さ当たりの容量を積算し
て、それぞれの配線の容量の確率分布を算出するステッ
プと、 算出したそれぞれの配線の容量の確率分布に、それぞれ
の配線に接続されている前記機能ブロックの入出力端子
の容量の確率分布とを加算し、この加算値と前記機能ブ
ロックの特性データとを用いて、それぞれの配線の容量
による第1の遅延時間の確率分布を算出するステップ
と、 それぞれの配線毎に、配線の抵抗成分がもたらす第2の
遅延時間の確率分布を算出するステップと、 前記第1の遅延時間の確率分布と前記第2の遅延時間の
確率分布とを用いて、それぞれの配線の全体の遅延時間
の確率分布を算出するステップと、 算出したそれぞれの配線の全体の遅延時間の確率分布
に、それぞれの配線に接続された機能ブロックの内部遅
延時間を加算して、それぞれの信号伝搬経路の遅延時間
の確率分布を算出するステップと、 前記半導体装置の目標動作速度を設定するステップと、 算出したそれぞれの信号伝搬経路の遅延時間の確率分布
を用いて、設定した前記目標動作速度を達成することが
できない確率を求めるステップと、 算出した前記目標動作速度を達成することができない確
率と所定値とを比較し、その比較した結果を出力するス
テップと、 を備えたことを特徴とする半導体装置の設計方法。
3. A method of designing a semiconductor device in which a plurality of functional blocks are connected by wiring, a step of calculating an area of a semiconductor substrate required to realize a semiconductor device, and a step of calculating the area of the semiconductor substrate based on the calculated area. And calculating the probability distribution of the wiring length of each wiring connecting the functional blocks, and multiplying the calculated wiring length by the capacitance per unit length to obtain the probability distribution of the capacitance of each wiring. The step of calculating and the calculated probability distribution of the capacitances of the respective wirings are added with the probability distribution of the capacitances of the input / output terminals of the functional blocks connected to the respective wirings. Using the characteristic data, the step of calculating the probability distribution of the first delay time due to the capacitance of each wiring, and the resistance component of the wiring for each wiring Using the step of calculating the probability distribution of the second delay times to be delayed, and the probability distribution of the delay times of the respective wirings using the probability distribution of the first delay time and the probability distribution of the second delay time And the internal delay time of the functional block connected to each wiring is added to the calculated probability distribution of the overall delay time of each wiring, and the probability distribution of the delay time of each signal propagation path is calculated. And a step of setting a target operating speed of the semiconductor device, and using a probability distribution of delay times of the respective calculated signal propagation paths, a probability that the set target operating speed cannot be achieved. A step of obtaining, a step of comparing the calculated probability that the target operation speed cannot be achieved with a predetermined value, and outputting a result of the comparison. A method for designing a semiconductor device characterized by the above.
【請求項4】請求項1ないし3のいずれかに記載の半導
体装置の設計方法において、さらに、 既存の半導体装置のデータを用いて、半導体基板の面積
と、それぞれの入出力端子数毎の配線長との関係を予め
求めておくステップと、 既存の半導体装置のデータを用いて、半導体基板の面積
と、機能ブロックの面積の和との関係を予め求めておく
ステップと、 を備えることを特徴とする半導体装置の設計方法。
4. The method for designing a semiconductor device according to claim 1, further comprising: using the data of the existing semiconductor device, the area of the semiconductor substrate and the wiring for each input / output terminal number. A step of obtaining a relationship with the length in advance, and a step of obtaining a relationship between the area of the semiconductor substrate and the area of the functional block in advance by using the data of the existing semiconductor device. Semiconductor device design method.
【請求項5】複数の機能ブロック間を配線で接続するた
めの半導体装置の設計装置において、 既存の半導体装置のデータを入力される入力部と、 前記入力部に入力されたデータを用いて、半導体基板の
面積と、それぞれの入出力端子数毎の配線長との関係を
求める手段と、 前記入力部に入力されたデータを用いて、半導体基板の
面積と、機能ブロックの面積の和との関係を求める手段
と、 求められた半導体基板の面積とそれぞれの入出力端子数
毎の配線長との関係と、半導体基板の面積と機能ブロッ
クの面積の和との関係をデータベースとして格納する記
憶手段と、 前記記憶手段に格納されたデータベースを用いて、当該
半導体装置の遅延時間を算出する演算手段であって、 前記半導体装置を実現するために必要な半導体基板の面
積を算出し、 算出した前記半導体基板の面積に基づいて、前記機能ブ
ロック間を接続するそれぞれの配線の配線長の確率分布
を算出し、 算出した前記配線長に単位長さ当たりの容量を積算し
て、それぞれの配線の容量の確率分布を算出し、 算出したそれぞれの配線の容量の確率分布に、それぞれ
の配線に接続されている前記機能ブロックの入出力端子
の容量の確率分布とを加算し、この加算値と前記機能ブ
ロックの特性データとを用いて、それぞれの配線の遅延
時間の確率分布を算出し、 算出したそれぞれの配線の遅延時間の確率分布に、それ
ぞれの配線に接続された機能ブロックの内部遅延時間を
加算して、それぞれの信号伝搬経路の遅延時間の確率分
布を算出し、 算出したそれぞれの信号伝搬経路の遅延時間の確率分布
を用いて、所定の目標動作速度を達成することができな
い確率を算出する、前記演算手段と、 算出した前記目標動作速度を達成することができない確
率と、前記目標動作速度を達成することができない確率
の許容値とを比較する比較手段と、 前記比較部が比較して得られた結果を与えられて外部に
出力する出力手段と、 を備えたことを特徴とする半導体装置の設計装置。
5. A semiconductor device designing device for connecting a plurality of functional blocks with wiring, using an input unit for inputting data of an existing semiconductor device, and data input to the input unit, A means for obtaining the relationship between the area of the semiconductor substrate and the wiring length for each number of input / output terminals, and using the data input to the input section, the area of the semiconductor substrate and the sum of the areas of the functional blocks A storage unit that stores a relational means, a relation between the obtained semiconductor substrate area and the wiring length for each number of input / output terminals, and a relation between the semiconductor substrate area and the functional block area as a database. And an arithmetic unit that calculates a delay time of the semiconductor device using a database stored in the storage unit, and calculates an area of a semiconductor substrate required to realize the semiconductor device. Then, based on the calculated area of the semiconductor substrate, the probability distribution of the wiring length of each wiring connecting between the functional blocks is calculated, and the capacitance per unit length is added to the calculated wiring length, Calculate the probability distribution of the capacitance of each wiring, add the calculated probability distribution of the capacitance of each wiring to the probability distribution of the capacitance of the input / output terminals of the functional block connected to each wiring, Using the added value and the characteristic data of the functional block, the probability distribution of the delay time of each wiring is calculated, and the calculated probability distribution of the delay time of each wiring is used to calculate the probability distribution of the delay time of each wiring. The internal delay time is added to calculate the delay time probability distribution of each signal propagation path, and the calculated delay time probability distribution of each signal propagation path is used to determine the target Comparing the calculation means for calculating the probability that the operating speed cannot be achieved with the calculated probability that the target operating speed cannot be achieved and the allowable value of the probability that the target operating speed cannot be achieved And a comparison unit for outputting the result obtained by the comparison unit to output to the outside.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7131082B2 (en) 2000-11-22 2006-10-31 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Delay distribution calculation method, circuit evaluation method and false path extraction method
JP2011103133A (en) * 2003-05-30 2011-05-26 Synopsys Inc Circuit designing tool

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US8990743B2 (en) 2003-05-30 2015-03-24 Synopsys, Inc. Automated circuit design

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