JPH09223744A - Ｖｌｓｉチップへの回路の配置方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超大規模集積回路（ＶＬＳＩ）チップの設計
配置を順次更新する、コンピュータで実施される方法を
提供する。 【解決手段】 選択した仕様を定義するデータ構造を生
成し、回路の初期配置をコンピュータ支援設計（ＣＡ
Ｄ）システムに入力する。ＣＡＤシステムは設計域を配
置セルに分割する。局所制約値および限度を計算し、設
計仕様に変更を行う。置換領域を次いで特定し、拡張
し、置き換える。制約値を再計算し、変更がもはや必要
なくなるまで、方法のステップを繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は総括的に、超大規模
集積回路（ＶＬＳＩ）チップの設計に関し、詳細にいえ
ば、論理もしくはタイミングの変更による修正後のチッ
プ上での論理回路の配置を補修するコンピュータで実施
される方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＶＬＳＩチップの設計における各
種のステップは順次行われてきた。すなわち、高水準の
設計を行った後、論理の組立て、回路配置、および最後
に配線を行っている。このプロセスは周知のコンピュー
タ支援設計（ＣＡＤ）技法を使用して行われる。この順
次プロセスは比較的融通性に欠けるものである。たとえ
ば、高水準設計が完了した後に、回路の変更を行う場
合、チップ全体の交換が必要となることがある。それ
故、この手法の問題の１つはこれらのステップのいくつ
かの情報が、多くの設計上の決定に対する最善の代替策
を選択するのに必要となることである。たとえば、通常
は論理の組立て時に行われる論理のファクタリングは、
論理機能の共用、およびファクタリングの候補信号源の
物理的ロケーションの両方を考慮して行うのがもっとも
よい。しかし、従来の順次設計の流れではこれが不可能
である。

【０００３】この問題を解決するために、設計ステップ
を何とかして併合しなければならない。作業の中には、
技術に無関係な設計の配置をまず行い、この配置に基づ
いてファクタリングの決定を行い、行ったファクタリン
グの決定に基づいて配置を更新することによって、この
分野で行われるものもある。しかし、使用される増分配
置は、接続が修正される回路への局所接続だけを考慮し
ている。多数のこのようなファクタリングと増分配置の
後、元の配置によって最適化された大域基準が最適なも
のから遙かに「ずれる」ことがある。これは最終的な
「配置緩和」ステップ中に修正することができるが、フ
ァクタリング・プロセスが終わる頃に配置が悪くなって
いると、これに基づいて行われるファクタリングも悪く
なる。

【０００４】ほかの選択肢はファクタリング・プロセス
中に大域配置全体を定期的にやり直すことであるが、こ
れをいつ行うべきかを決定する明確な基準がないと、実
際に必要とされるよりも頻繁にやり直しを行うことにな
るか、あるいは遅くなりすぎ、間違った配置に基づく決
定を行うことになる。

【０００５】本発明はこれらの問題を解決するものであ
り、それぞれが配置に局部的に影響を及ぼす効果のある
反復した設計変更（たとえば、ネットリスト変更）を行
う設計プロセス中に配置を徐々に更新するのに使用する
ことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、設計の配置を徐々に更新するコンピュータで実施さ
れる方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、選択し
た仕様と回路の当初の配置を画定するデータ構造が生成
される。このデータ構造は設計領域を配置セルに分割す
るＣＡＤシステムに入力される。配置セルに対する制約
値が更新され、設計仕様で変更を行った後に、限界値を
比較される。置換領域が次いで特定され、拡張され、こ
れら内部の回路が置き換えられる。制約値が再計算さ
れ、本発明方法のステップが変更がもはや必要なくなる
まで繰り返される。

【０００８】上記およびその他の目的、態様ならびに利
点が、本発明の好ましい実施の形態についての、図面を
参照した以下の詳細な説明からよりよく理解されよう。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、最適な回路配置に局部
的な影響を及ぼす変更（たとえば、ネット接続の追加ま
たは接続、あるいは回路のサイズの変更）が行われる、
回路配置が割り当てられた設計で動作する。元の配置に
使用される方法は問題でなく、また所与の変更に対して
配置を更新しなければならない回路（たとえば、接続が
追加または削除されたネットに接続されたもの）が特定
できる限り、設計に行われる変更のタイプも問題ではな
い。

【００１０】図面、詳細にいうと、図１を参照すると、
本発明のステップを表す流れ図が示されている。ブロッ
ク１に示されている最初のステップは、設計における回
路の仕様データおよびその回路に対する接続性、ならび
に回路が配置される領域を画定するデータを入力するこ
とである。ブロック２に示されている第２のステップに
おいて、指定された領域における回路の初期配置が行わ
れる。

【００１１】初期配置は配置プログラムによって行われ
る。このようなプログラムの例としては、ＭＣｐｌａｃ
ｅ、Ｑｐｌａｃｅ、Ｔｉｍｂｅｒｗｏｌｆ、Ｐｒｏｕｄ
およびＧｏｒｄｉａｎなどがある。プログラムに入力さ
れるデータ構造は一般に、ネットリストおよびネットリ
スト内の各回路に対する配置を含んでいる。使用するこ
とのできる配置プログラムのクラスの１つは、設計領域
を２つ（または、それ以上の）の小さい領域に分割し、
回路をこれらの副領域に割り当てて、異なる領域の間で
必要とされる接続の数を最小限とすることによって作動
する。これらの副領域の各々、およびこれらの内部の回
路が次いで分割され、同様な態様で割り当てられる。各
回路に特定の位置が割り当てられるまで、あるいは領域
が何らかの最小サイズに達して、何らかの他の配置適正
化が行われるまで、これが繰り返される。これらの方法
は一般に、カット・ツリーまたは二分割配置法として知
られている。

【００１２】ネットリストは通常、ネットのリストすな
わち回路のリストであり、各々には回路のピンのサブリ
ストがあり、各ピンにはそのピンに接続されるネットの
仕様がある。回路の配置は通常、回路を配置すべきチッ
プ上のＸＹ座標である。配置情報をも含んでいることの
できる一般的なネットリスト・フォーマットの１つは、
電子データ交換フォーマット（ＥＤＩＦ）である。

【００１３】この入力データ構造は次いで、さまざまな
態様でプログラム内部に記憶される。たとえば、ネット
に対する指定された参照は通常、そのネットを表すデー
タ構造に対するメモリ・ポインタで置き換えられる。配
置情報をロケーションごとに回路を探索するのを容易と
するために、カット・ツリーやｋ−Ｄツリー（両者とも
当分野で周知である）などの構造によって強化すること
もできる。

【００１４】本発明の新規なステップはブロック３から
始まり、このステップにおいて、設計領域を分割できる
一組の配置セルと、これらの配置セルの隣接する対を分
割する一組のカット・ライン・セグメントとが決定され
る。これが行われてから、増分変更が開始される。これ
を達成するために、設計領域をほぼ等しい大きさの配置
セルに分割する。これらのセルは各配置セルが多くても
その上、下、右または左に他の配置セルを有するように
構成しなければならない。２つの配置セルを分割するラ
インを、カット・ライン・セグメントと呼ぶ。

【００１５】非矩形設計領域内での配置が許容される。
このような構成を図２に示す。図２において、非矩形設
計領域がほぼ等しい配置セルに分割されており、各々の
最大占有面積にはパラメータ「Ｃ」というラベルが付け
られている（最小占有面積は指定されていない）。セル
の大きさは正確に同じものである必要はない。たとえ
ば、セルＣおよびＦの最大占有面積が８なのに対し、図
２の他のものすべての最大占有面積は１０である。

【００１６】図１のブロック４で示す本発明の第４のス
テップは、決定した配置セルおよびカット・ライン・セ
グメントの各々について少なくとも１つの制約値を計算
し、かつこれらの制約値の許容限度を計算することであ
る。これらの局所制約条件は、これらのすべてが満たさ
れた場合に、配線密集や回路過密の領域などの望ましく
ない大域配置特性が防がれるように構成される。各配置
セルの現行占有面積が記録され、そのノード内での回路
の総サイズを記述する。最小および最大許容占有面積も
記録される。これらの占有面積限度は、漸増変更を行う
ときに、どれくらいの配置を改変する必要があるのかを
決定するために、後で使用される。各配置セルについ
て、そのすぐ上、下、左および右の配置セルを記録し、
かつ現在の占有面積（カット・ライン・セグメントを横
切る接続の数）、およびこれらの他のノードからこのノ
ードを分離するカット・ライン・セグメントの最大容量
を記録する。

【００１７】これらのカット・ライン・セグメントの占
有面積は、配線の密集度を推定するために使用される各
種の方法のいずれかによって計算される。たとえば、何
らかの推定経路に基づいて、これらのカット・ライン・
セグメントと交差しなければならないすべてのネットに
特定の端子位置を割り当てることによって計算すること
ができる。あるいは、各配置セル間接続に関して、各種
のカット・ライン・セグメントと交差する確率を、一連
の可能な経路に基づいて推定することによって計算する
こともできる。

【００１８】第５のステップを図１のブロック５に示
す。設計仕様における少なくとも１つの変更のリストが
受け入れられる。配置に影響を及ぼす各漸増設計変更後
に、配置を更新しなければならない（たとえば、ネット
リストの変更の結果として）回路のリストを受け入れ
る。これには削除済みの回路および追加された回路の指
定が含まれる。

【００１９】これらの受け入れられた配置の変更によっ
て直接影響を受ける回路の各々に対して新しい配置を決
定することによって、ブロック６で示される第６のステ
ップに進む。配置情報を必要とする要求が行われると、
配置の更新を必要とするものとして特定されたすべての
回路の「良好な」配置が、局所特性（たとえば、これら
の回路が接続される、配置がまだ更新されていない回路
の位置）だけに基づいて見つけだされる。これは二次費
用最適化などのさまざまな方法によって行うことができ
る。このステップによって、得られる配置に望まれる精
度に応じて、配置が重なったり、不正なものとなったり
することがあり、結果として、配置される回路の余裕を
得るために、他の回路が移動させられることがある。

【００２０】変更された回路に対するこれらの「良好
な」配置は、処理を速くするために局所特性だけに基づ
いて見つけだされる。しかし、局所特性だけを考慮して
いるため、これらが配置が配置の大域特性に悪影響を及
ぼすことがある。したがって、図１の以下のステップ７
ないし１０がこのような悪影響が生じたかどうかを判定
し、生じている場合には、これを修正する。

【００２１】ブロック７に示す第７のステップにおい
て、最初の置換領域が特定される。最後の配置の更新以
降に回路が追加された、あるいは削除された各配置セル
の占有面積が更新される。最後の配置の更新以降の回路
の追加、削除、または置換の結果として接続が追加また
は削除された、配置セル間のすべてのカット・ライン・
セグメントの占有面積が更新される。

【００２２】セル占有面積の更新は各配置セルに追加ま
たは削除された回路だけを考慮し、かつこれらの回路領
域を以前の占有面積にそれぞれ追加、または差し引くこ
とによって行うことができる。同様に、特定のネット経
路に基づくカット・ライン・セグメント占有面積の更新
は、カット・ライン・セグメントと交差することになる
ものであって、以前は交差していなかった、ネットが必
要とするトラックを追加し、以前はカット・ライン・セ
グメントと交差していたが、交差しなくなるトラックの
数を差し引くことによって行うことができる。確率的な
ネット経路に基づくカット・ライン・セグメント占有面
積の更新は、配置の変更の結果としてカット・ライン・
セグメントが交差する確率が変化した各ネット（たとえ
ば、移動した回路のピンに接続された各ネット）に対す
るこの確率の変化を加えることによって行うことができ
る。

【００２３】置き換えられることになる設計の領域の特
定は、初期置換領域を定義することによって達成され
る。配置セルの占有面積が許容範囲外であったり、ある
いは容量を超えているカット・ライン・セグメントが境
界となっている場合に、配置セルは初期置換領域に割り
当てられる。２つの隣接する配置セルを分離するカット
・ライン・セグメントが容量を超えている場合、これら
のセルは同一の初期置換領域に割り当てられる。

【００２４】図３および図４は初期置換領域の生成を示
す。図３はある種の変更が行われ、配置セルとカット・
ライン・セグメントの占有面積が更新された後の図２の
設計を示す。各配置セルの占有面積はパラメータ「ｏ」
で示されている。図２と同様、各配置セルの最大占有面
積には、「ｃ」というラベルが付けられている。配置セ
ルＥとＦ、ＦとＩ、およびＩとＪの間のカット・ライン
・セグメントの「０００」は、これらのカット・ライン
・セグメントが容量を超えていることを示す。

【００２５】同様に、配置セルＰおよびＫの「Ｘ」はこ
れらの配置セルの占有面積が許容範囲外であることを示
す。図４は結果として決定された初期置換領域を示す。
配置セルＥ、Ｆ、ＩおよびＪはすべて、これらが容量を
超えているカット・ライン・セグメントによって接続さ
れているため、単一の初期置換領域Ｒ１内にある。配置
セルＫおよびＰの各々はそれぞれ異なる初期置換領域Ｒ
２およびＲ３内にある。これはこれらが容量を超えてい
るカット・ライン・セグメントによって他の配置セルに
接続されていないからである。

【００２６】図１のブロック８で示す第８のステップに
おいて、初期置換領域は拡張置換領域に拡張されてお
り、これらの内容の各々はその後置き換えられる。この
目的は置換領域を小さいままにしておいて、これらを置
き換えるのに必要な処理を最小限とするとともに、これ
らの領域に含まれている問題（占有面積が許容占有面積
限度外である配置セルと、容量を超えているカット・ラ
イン・セグメント）を解決するために、これらの領域の
置き換えを考えるのに十分な大きさであるようにするこ
とである。この拡張は初期置換領域を大きくする、すな
わち配置セルをこれらの領域に追加することによって行
われる。

【００２７】置換領域の成長時に、その領域に対して考
えられる１組の拡張を決定する。各代替策について、費
用関数を評価し、もっともコストが低い拡張を選択す
る。各配置セルが多くても１つの拡張領域に割り当てら
れるので、置換領域が他の置換領域の配置セルを含むよ
うに成長する場合、２つの置換領域を組み合わせなけれ
ばならない。可能な拡張を決定し、これらの中から選択
を行うこのプロセスは、何らかの停止基準が満たされる
まで、繰り返される。

【００２８】置換領域に対して可能な拡張の選択時、代
替候補拡張選択する際に使用される費用関数の評価時、
もしくは構成要素として、複合している可能性のある停
止基準において、次の考慮事項を含めることができる。
費用関数のさまざまな構成要素の相対重み付けは何らか
の態様、おそらくはユーザによる選択によってあらかじ
め決定される。

【００２９】ａ）各置換領域の総占有面積がその内部の
配置セルに対する総占有面積限度内にあるようにする。
この考慮事項は配置セルの最大占有面積限度の合計を超
える過剰占有面積の量、あるいはセルの占有面積が配置
セルの最小占有率限度（もしあれば）の合計よりも少な
くなる量に関連づけられた項を含めることによって、費
用関数で使用される。また、置換領域の総配置セル占有
面積がその占有面積限度内に収まることを要求すること
により、停止基準に含めることもできる。

【００３０】ｂ）矩形領域を作成する。これは以降の置
換ステップで使用される配置方法で必要とされる可能性
があり、あらゆる場合で、置換領域内での回路使用部間
での通信に必要な配線自体が置換領域に含まれる（した
がって、内部にあると見なされる）ようにする傾向があ
る。総設計域が矩形でない場合、この拡張に関する考慮
事項は部分的に矩形の領域、すなわち、設計域の外部境
界による切り欠きを除き、矩形となる領域の作成を含む
ものとなる。この考慮事項を置換領域の境界矩形を完全
なものとする配置セルを選択することによって、候補選
択機構として使用することができる。置換領域が矩形で
ない場合に一定の負荷を加えるか、あるいは置換領域の
境界矩形に含まれているが、置換領域に含まれていない
配置セルの数に関連した項を追加することによって、費
用関数に含めることができる。さらに、すべての置換領
域が矩形であることを要求することによって、停止基準
として使用することができる。

【００３１】ｃ）置換領域のアスペクト比を減らすよう
試みる。領域のアスペクト比はその高さと幅の最大値を
その高さと幅の最小値で割ったものである。この比を減
らすことは周辺対面積比を減らし、したがって、隣のも
のに対する領域の置換効果を減らすことである。拡張対
象の置換セルの長い方の縁部に沿って配置セルの行を追
加する拡張を選択することによって、この考慮事項を候
補選択機構として使用することができる。置換領域のア
スペクト比に関連した項を含めることによって、費用関
数に含めることができる。また、各置換領域のアスペク
ト比が何らかの限界未満であることを要求することによ
って、停止基準に含めることもできる。

【００３２】ｄ）置換領域を組み合わせて、考慮すべき
置換領域の数を少なくし、かつ以降の置換ステップで課
せられる制約を少なくする。隣接する置換領域を組み合
わせる拡張を選択することによって、この考慮事項を候
補選択機構として使用することができる。また、２つの
置換領域を組み合わせる候補拡張に対するコストからあ
る量を差し引くことによって、費用関数に含めることも
できる。

【００３３】ｅ）占有面積が許容占有面積限度に近い配
置セルを含める。これは占有面積限度違反のため、後で
これらの配置セルを置き換える必要性を遅らせる傾向が
ある。占有面積限度にもっとも近い境界配置セルを付け
加える拡張を選択することにより、これを候補選択機構
として使用することができる。また、追加された配置セ
ルの現在の占有面積とその占有面積限度の間の公差の量
に関連した項を追加することによって、費用関数に含め
ることもできる。

【００３４】ｆ）容量に近いカット・ライン・セグメン
トと接する配置セルを含める。これはカット・ライン・
セグメント容量違反のため、後でこれらの配置セルを置
き換える必要性を遅らせる傾向がある。容量のもっとも
近いカット・ライン・セグメントによって置換領域から
分離されている境界配置セルを追加する拡張を選択する
ことにより、これを候補選択機構として使用することが
できる。また、元の置換領域を追加される配置セルから
分離しているカット・ライン・セグメントの容量と占有
面積との間の差に関連した項を追加することによって、
費用関数に含めることもできる。

【００３５】ｇ）各置換領域の占有面積を目標占有面積
に近いものに維持するように試みる。この目標占有面積
は構成配置セルの目標占有面積の合計である。個々の配
置セルの目標占有面積は、その占有面積範囲の中間のも
のとすることも、あるいは設計域内のすべての配置セル
の比例占有面積を等しくするように選択することもでき
る。これは置換領域内の各配置セルの占有面積を、以降
の置換ステップ後にその目標占有面積に近づけ、それ
故、占有面積限度違反のためこれらの配置セルを後で置
き換える必要性を遅らせる傾向がある。低占有面積配置
セルを、占有面積が占有面積の目標を超えている置換領
域に付け加え、かつ高占有面積配置セルを、占有面積が
占有面積の目標未満である置換領域に付け加える拡張を
選択することによって、この考慮事項を候補選択機構と
して使用することができる。また、置換領域の占有面積
がその目標占有面積からどれくらい離れているかに関連
する項を追加することにより、費用関数に含めることも
できる。

【００３６】ｈ）元の配置が２分割（カット・ツリー）
法に基づいている場合には、カット・ツリーのノードを
完全なものとする配置セルを含める。これによって、元
の配置ステップで使用されているデータ構造のいくつか
が置換ステップで再使用できるようになることがある。
現在置換領域にあるすべての配置セルのカット・ツリー
における共通先祖を決定し、その共通先祖のカット・ツ
リーにおける子孫でもあるこれらの配置セルを置換領域
に優先的に付け加える拡張を選択することによって、候
補選択機構として使用することもできる。また、置換領
域におけるすべての配置セルの共通カット・ツリー先祖
のサイズ（子孫の数）に関連する項、および／もしくは
置換領域に含まれていない共通カット・ツリー先祖の子
孫の数に関連する項を追加することにより、費用関数に
含めることもできる。

【００３７】これらの考慮事項を候補選択方法として、
費用関数の誘因として、また停止基準として使用する態
様の変形が可能であること、ならびに他の考慮事項もこ
れらの要因の各々に用いることができることを理解され
たい。また、候補選択、費用評価、および停止点決定と
いうステップを、広い探索空間を横切り、単純化する周
知の方法を使用して組み合わせることができることも理
解されたい。

【００３８】下記の検討において、「矩形」という用語
は実際に矩形である領域と、設計域の外部境界によって
切り縮められて矩形となった領域の両方を含むものと理
解すべきである。図４に示した初期置換領域を拡張する
ために、拡張セルがその境界矩形をまだ満たしていない
場合に、これを行うように拡張する候補選択基準を使用
する。置換領域がすでに矩形になっている場合には、隣
接する行または列を置換領域に追加する拡張候補を選択
する。このような追加が１つまたは複数の他の置換領域
と交差する場合には、候補である拡張が元の置換領域と
すべての公差置換領域を含んでいる境界矩形内のすべて
の配置セルを含むものとなる。代替拡張候補から選択を
行うのに使用される費用関数は、新しい置換領域から、
その候補に関してこの置換領域に組み合わされる他の置
換領域の数を引いたもののアスペクト比である。停止基
準は各置換領域が矩形であること、および各置換領域の
配置セルの占有面積の合計が、置換領域内の配置セルの
最大占有面積の合計よりも小さいことである。各初期置
換領域に順次進み、停止基準が満たされるまでこれを拡
張する。

【００３９】まず、図４の領域１を検討する。これは矩
形ではないので、これを拡張しなければならない。置換
セルＨを追加することによってこれを矩形とする単一の
拡張候補を生成する。これが唯一の候補であるから、費
用関数を評価する必要はなく、図５に示すような拡張領
域Ｒ１'を生じる拡張候補が受け入れられる。置換領域
Ｒ１'が矩形であり、その４０という総占有面積が４８
というその容量（構成配置セルの容量の合計）よりも小
さいため、置換領域Ｒ１'をさらに拡張する必要はな
い。

【００４０】ここで、領域Ｒ２に進む。これは矩形であ
るが、１４というその総占有面積が１０というその容量
を超えており、したがって拡張しなければならない。配
置セルＪ、ＱおよびＬをそれぞれ追加する３つの拡張候
補Ｅ１、Ｅ２およびＥ３が生成される。配置セルＪがす
でに置換領域Ｒ１'の一部となっているため、拡張候補
Ｅ１を修正して、すべてが置換領域Ｒ１'およびＲ２の
境界矩形内の配置セルであるＥ、Ｆ、Ｈ、Ｉ、およびＪ
を含めるようにしなければならない。拡張Ｅ１のアスペ
クト比は４／２＝２であり、組み合わされる置換領域の
数は１であり、総コストは２−１＝１である。拡張Ｅ２
のアスペクト比は２／１＝２であり、組み合わされる置
換領域の数は０であり、総コストは２−０＝２である。
拡張Ｅ３のアスペクト比は２／１＝２であり、組み合わ
される置換領域の数は０であり、総コストは２−０＝２
である。コストがもっとも低いため、拡張Ｅ１が選択さ
れ、図６に示すような置換領域Ｒ２'が生じる。置換領
域Ｒ２'が矩形であり、５４というその総占有面積が、
５８というその容量（構成配置セルの容量の合計）より
も小さいため、置換領域Ｒ２'をさらに拡張する必要は
ない。

【００４１】ここで、領域Ｒ３に進む。これは矩形であ
るが、１２というその総占有面積が１０というその容量
を超えており、したがって拡張しなければならない。配
置セルＪ、ＯおよびＱをそれぞれ追加する３つの拡張候
補Ｅ１、Ｅ２およびＥ３が生成される。配置セルＪがす
でに置換領域Ｒ２'の一部となっているため、拡張候補
Ｅ１を修正して、すべてが置換領域Ｒ２'およびＲ３の
境界矩形内の配置セルであるＥ、Ｆ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、
Ｎ、Ｏ、およびＱを含めるようにしなければならない。
拡張Ｅ１のアスペクト比は４／３であり、組み合わされ
る置換領域の数は１であり、総コストは４／３−１＝１
／３である。拡張Ｅ２のアスペクト比は２／１＝２であ
り、組み合わされる置換領域の数は０であり、総コスト
は２−０＝２である。拡張Ｅ３のアスペクト比は２／１
＝２であり、組み合わされる置換領域の数は０であり、
総コストは２−０＝２である。コストがもっとも低いた
め、拡張Ｅ１が選択され、図７に示すような置換領域Ｒ
３'が生じる。置換領域Ｒ３'が矩形であり、８８という
その総占有面積が、９８というその容量（構成配置セル
の容量の合計）よりも小さいため、置換領域Ｒ３'をさ
らに拡張する必要はない。調べたり、拡張したりすべき
他の初期置換領域が存在しないので、次のステップへ進
むこととなる。

【００４２】図１のブロック９で示す第９のステップに
おいて、前のステップで特定された拡張置換領域の各々
における回路が置換され、配置セルの占有面積およびこ
れらが含んでいるカット・ライン・セグメントが更新さ
れる。任意の配置方法をこのステップに使用することが
できる。置換領域の置換後に、何らかの配置セル占有面
積限度違反またはカット・ライン・セグメント容量違反
がまだ残っている場合には、置換領域をさらに拡張し、
置換を繰り返すことができる。

【００４３】ブロック１０で示す第１０のステップは何
らかの他の変更を設計に行うべきかどうかを判定する。
行うべきである場合には、処理はステップ５へ戻り、変
更の次のセットを受け入れ、処理する。そうでない場合
には、処理は終了し、最終的な設計が、ブロック１１で
示すように出力される。

【００４４】本発明を単一の好ましい実施の形態につい
て説明してきたが、当分野の技術者には本発明を首記の
特許請求の範囲の精神および範囲に属する改変を加えて
実施できることが認識されよう。

【００４５】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。

【００４６】（１）２次元の設計域に回路を配置する方
法において、 ａ）設計における前記回路の仕様と、前記回路に対する
接続性ならびに前記回路を配置できる前記設計域の接続
性を入力するステップと、 ｂ）前記設計域において前記回路の初期配置を行うステ
ップと、 ｃ）前記設計域を分割できる一組の配置セルと、これら
の配置セルの隣接する対を分割する一組のカット・ライ
ン・セグメントを決定するステップと、 ｄ）一組の局所制約を決定するステップと、 ｅ）設計仕様における少なくとも１つの変更のリストを
受け入れるステップと、 ｆ）これらの受け入れた配置の変更によって直接影響を
受ける回路の各々の新しい配置を決定するステップと、 ｇ）前記局所制約の違反がある初期置換領域を特定する
ステップと、 ｈ）停止条件が満たされるまで、前記初期置換領域を拡
張するステップと、 ｉ）拡張置換領域の各々における回路を置き換えるステ
ップと、 ｊ）設計仕様に他の変更が必要なくなるまで、ステップ
ｅ）ないしｉ）を繰り返すステップとを備えている方
法。 （２）一組の局所制約を決定するステップが決定された
配置セルの各々について少なくとも１つの制約を決定す
るステップを含んでいる、上記（１）に記載の方法。 （３）一組の局所制約を決定するステップが決定された
カット・ライン・セグメントの各々について少なくとも
１つの制約を決定するステップを含んでいる、上記
（１）に記載の方法。 （４）配置セルの制約が回路が占有する配置セル内の総
面積がある最小容量と最大容量の間のものであることを
要求することを含んでいる、上記（２）に記載の方法。 （５）カット・ライン・セグメントの制約が各カット・
ライン・セグメントと交差する接続の数がある最大値未
満であることを要求することを含んでいる、上記（３）
に記載の方法。 （６）前記拡張ステップがある最大限度未満のアスペク
ト比を備えた矩形であるか、または非矩形である設計域
の内側のコーナと重なっている場合に、部分的な矩形で
ある領域を生成する、上記（１）に記載の方法。 （７）前記初期配置が葉が配置セルであるカット・ツリ
ーを決定し、拡張ステップが置換領域にこのカット・ツ
リーのサブツリーを完成するセルを優先的に追加する２
分割法によって行われる、上記（１）に記載の方法。 （８）前記停止条件が置換領域内の回路が占有する面積
の合計が置換領域内の配置セルの最小容量の合計と置換
領域内の配置セルの最大容量の合計との間のものである
ことを要求することを含んでいる、上記（４）に記載の
方法。 （９）前記配置セルが矩形のグリッドによって決定され
て、各配置セルがそのすぐ上の多くても１つの配置セ
ル、そのすぐ下の多くても１つの配置セル、そのすぐ右
側の多くても１つの配置セル、およびそのすぐ左側の多
くても１つの配置セルを有するようになる、上記（１）
に記載の方法。 （１０）前記拡張ステップが置換領域が組み合わされる
ような態様で置換領域を優先的に拡張する、上記（１）
に記載の方法。 （１１）前記拡張ステップが制約に違反するのに近い配
置セルを含むように、置換領域を優先的に拡張する、上
記（２）に記載の方法。 （１２）前記拡張ステップが制約に違反するのに近いカ
ット・ライン・セグメントの両側の配置セルを含むよう
に、置換領域を優先的に拡張する、上記（３）に記載の
方法。 （１３）一組の局所制約を決定するステップが一組の局
所制約値と前記局所制約値における許容限度を計算する
ことを含んでおり、初期置換領域を特定するステップが
前記局所制約値が前記許容限度を超えているかどうかを
決定することを含んでいる、上記（１）に記載の方法。 （１４）新しい配置を決定するステップが前記局所制約
値を再計算することを含んでおり、回路を置換するステ
ップが前記局所制約値を再計算することを含んでいる、
上記（１３）に記載の方法。 （１５）前記拡張ステップが置換領域に対する前記局所
制約値の合計を、置換領域に対する前記許容限度の合計
からできるだけ遠ざけるように置換領域を優先的に拡張
する、上記（１３）に記載の方法。 （１６）回路の選択および接続性を含む配置に影響を及
ぼす設計特性の変更に応じて既存の配置の一部を改変す
る、コンピュータで実施される方法において、回路密度
および配線可能性を含む、一連の配置の変更による配置
の大域特性における累積誤差を修正する手段を含んでい
る方法。 （１７）ａ）違反してはならない大域配置制約を定義す
るステップと、 ｂ）回路と、回路間の接続を特定して、回路ネットワー
クを画定するネットリストを作成するステップと、 ｃ）回路ネットワーク内の回路に対するロケーションを
ネットリストに基づいて半導体チップのマップに割り当
てるステップと、 ｄ）回路ネットワークに対して局所配置変更を行うステ
ップと、 ｅ）半導体チップ・マップをテストして、大域配置制約
違反を特定するステップと、 ｆ）大域制約違反と、大域制約違反の修正を可能とする
のに十分な付加面積とを含んでいる解決領域を半導体チ
ップ・マップで画定するステップと、 ｇ）解決領域に配置された回路に新しい半導体チップ・
マップ・ロケーションを割り当てるステップとからなる
半導体チップを設計する方法。 （１８）回路ネットワーク内の回路の配置を順次更新す
る方法において、 ａ）回路ネットワークを記述したネットリストを入力す
るステップと、 ｂ）すべての回路を前記回路ネットワークに配置するス
テップと、 ｃ）前記回路ネットワークの回路および接続に対する変
更を任意選択で含んでいる、前記回路ネットワークの配
置に対する少なくとも１つの局所変更を受け入れるステ
ップと、 ｄ）前記回路ネットワーク配置における前記局所変更の
結果として破られた、前記回路ネットワーク配置におけ
る大域制約の違反を調べるステップと、 ｅ）前記の特定された大域配置制約違反を修正するため
に、回路を置換する必要のある前記回路ネットワーク配
置の領域を画定するステップと、 ｆ）前記の画定された領域における回路を置き換えるス
テップとからなる方法。 （１９）大域制約の違反がチップの一部を置換する必要
性を決定する大域制約を確立するステップと、配置に局
所変更を行うステップと、前記局所変更によって、前記
大域制約が破られたかどうかを判定するステップと、前
記大域制約が破られている場合には、置換することによ
って、前記大域制約が破られなくなるチップの領域を特
定し、前記領域を置き換えるステップとからなるコンピ
ュータで実施される半導体チップの設計方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のステップを示す流れ図である。

【図２】非矩形設計に対する配置セルの図である。

【図３】初期置換領域の生成を示す図である。

【図４】初期置換領域の生成を示す図である。

【図５】置換領域の拡張を示す図である。

【図６】置換領域の拡張を示す図である。

【図７】置換領域の拡張を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・マックスウェル・コーン アメリカ合衆国05477 バーモント州リッ チモンドピー・オー・ボックス 52

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２次元の設計域に回路を配置する方法にお
   いて、 ａ）設計における前記回路の仕様と、前記回路に対する
   接続性ならびに前記回路を配置できる前記設計域の接続
   性を入力するステップと、 ｂ）前記設計域において前記回路の初期配置を行うステ
   ップと、 ｃ）前記設計域を分割できる一組の配置セルと、これら
   の配置セルの隣接する対を分割する一組のカット・ライ
   ン・セグメントを決定するステップと、 ｄ）一組の局所制約を決定するステップと、 ｅ）設計仕様における少なくとも１つの変更のリストを
   受け入れるステップと、 ｆ）これらの受け入れた配置の変更によって直接影響を
   受ける回路の各々の新しい配置を決定するステップと、 ｇ）前記局所制約の違反がある初期置換領域を特定する
   ステップと、 ｈ）停止条件が満たされるまで、前記初期置換領域を拡
   張するステップと、 ｉ）拡張置換領域の各々における回路を置き換えるステ
   ップと、 ｊ）設計仕様に他の変更が必要なくなるまで、ステップ
   ｅ）ないしｉ）を繰り返すステップとを備えている方
   法。
2. 【請求項２】一組の局所制約を決定するステップが決定
   された配置セルの各々について少なくとも１つの制約を
   決定するステップを含んでいる、請求項１に記載の方
   法。
3. 【請求項３】一組の局所制約を決定するステップが決定
   されたカット・ライン・セグメントの各々について少な
   くとも１つの制約を決定するステップを含んでいる、請
   求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】配置セルの制約が回路が占有する配置セル
   内の総面積がある最小容量と最大容量の間のものである
   ことを要求することを含んでいる、請求項２に記載の方
   法。
5. 【請求項５】カット・ライン・セグメントの制約が各カ
   ット・ライン・セグメントと交差する接続の数がある最
   大値未満であることを要求することを含んでいる、請求
   項３に記載の方法。
6. 【請求項６】前記拡張ステップがある最大限度未満のア
   スペクト比を備えた矩形であるか、または非矩形である
   設計域の内側のコーナと重なっている場合に、部分的な
   矩形である領域を生成する、請求項１に記載の方法。
7. 【請求項７】前記初期配置が葉が配置セルであるカット
   ・ツリーを決定し、拡張ステップが置換領域にこのカッ
   ト・ツリーのサブツリーを完成するセルを優先的に追加
   する２分割法によって行われる、請求項１に記載の方
   法。
8. 【請求項８】前記停止条件が置換領域内の回路が占有す
   る面積の合計が置換領域内の配置セルの最小容量の合計
   と置換領域内の配置セルの最大容量の合計との間のもの
   であることを要求することを含んでいる、請求項４に記
   載の方法。
9. 【請求項９】前記配置セルが矩形のグリッドによって決
   定されて、各配置セルがそのすぐ上の多くても１つの配
   置セル、そのすぐ下の多くても１つの配置セル、そのす
   ぐ右側の多くても１つの配置セル、およびそのすぐ左側
   の多くても１つの配置セルを有するようになる、請求項
   １に記載の方法。
10. 【請求項１０】前記拡張ステップが置換領域が組み合わ
    されるような態様で置換領域を優先的に拡張する、請求
    項１に記載の方法。
11. 【請求項１１】前記拡張ステップが制約に違反するのに
    近い配置セルを含むように、置換領域を優先的に拡張す
    る、請求項２に記載の方法。
12. 【請求項１２】前記拡張ステップが制約に違反するのに
    近いカット・ライン・セグメントの両側の配置セルを含
    むように、置換領域を優先的に拡張する、請求項３に記
    載の方法。
13. 【請求項１３】一組の局所制約を決定するステップが一
    組の局所制約値と前記局所制約値における許容限度を計
    算することを含んでおり、初期置換領域を特定するステ
    ップが前記局所制約値が前記許容限度を超えているかど
    うかを決定することを含んでいる、請求項１に記載の方
    法。
14. 【請求項１４】新しい配置を決定するステップが前記局
    所制約値を再計算することを含んでおり、回路を置換す
    るステップが前記局所制約値を再計算することを含んで
    いる、請求項１３に記載の方法。
15. 【請求項１５】前記拡張ステップが置換領域に対する前
    記局所制約値の合計を、置換領域に対する前記許容限度
    の合計からできるだけ遠ざけるように置換領域を優先的
    に拡張する、請求項１３に記載の方法。
16. 【請求項１６】回路の選択および接続性を含む配置に影
    響を及ぼす設計特性の変更に応じて既存の配置の一部を
    改変する、コンピュータで実施される方法において、回
    路密度および配線可能性を含む、一連の配置の変更によ
    る配置の大域特性における累積誤差を修正する手段を含
    んでいる方法。
17. 【請求項１７】ａ）違反してはならない大域配置制約を
    定義するステップと、 ｂ）回路と、回路間の接続を特定して、回路ネットワー
    クを画定するネットリストを作成するステップと、 ｃ）回路ネットワーク内の回路に対するロケーションを
    ネットリストに基づいて半導体チップのマップに割り当
    てるステップと、 ｄ）回路ネットワークに対して局所配置変更を行うステ
    ップと、 ｅ）半導体チップ・マップをテストして、大域配置制約
    違反を特定するステップと、 ｆ）大域制約違反と、大域制約違反の修正を可能とする
    のに十分な付加面積とを含んでいる解決領域を半導体チ
    ップ・マップで画定するステップと、 ｇ）解決領域に配置された回路に新しい半導体チップ・
    マップ・ロケーションを割り当てるステップとからなる
    半導体チップを設計する方法。
18. 【請求項１８】回路ネットワーク内の回路の配置を順次
    更新する方法において、 ａ）回路ネットワークを記述したネットリストを入力す
    るステップと、 ｂ）すべての回路を前記回路ネットワークに配置するス
    テップと、 ｃ）前記回路ネットワークの回路および接続に対する変
    更を任意選択で含んでいる、前記回路ネットワークの配
    置に対する少なくとも１つの局所変更を受け入れるステ
    ップと、 ｄ）前記回路ネットワーク配置における前記局所変更の
    結果として破られた、前記回路ネットワーク配置におけ
    る大域制約の違反を調べるステップと、 ｅ）前記の特定された大域配置制約違反を修正するため
    に、回路を置換する必要のある前記回路ネットワーク配
    置の領域を画定するステップと、 ｆ）前記の画定された領域における回路を置き換えるス
    テップとからなる方法。
19. 【請求項１９】大域制約の違反がチップの一部を置換す
    る必要性を決定する大域制約を確立するステップと、 配置に局所変更を行うステップと、 前記局所変更によって、前記大域制約が破られたかどう
    かを判定するステップと、 前記大域制約が破られている場合には、置換することに
    よって、前記大域制約が破られなくなるチップの領域を
    特定し、前記領域を置き換えるステップとからなるコン
    ピュータで実施される半導体チップの設計方法。