JPS6079470A

JPS6079470A - レイアウト支援装置

Info

Publication number: JPS6079470A
Application number: JP58187033A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Kobayashi; 康弘小林; Yutaka Wada; 裕和田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-10-07
Filing date: 1983-10-07
Publication date: 1985-05-07
Also published as: JPH0421910B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、空間レイアウト計画における接続経路の配置
計画方法に係わり、特に一定の制約条件評価基準のもと
で、接続経路を自動的に生成する方法に関する。

〔発明の背景〕

空間レイアウト計画において接続経路を生成する方法と
しては、数理計画手法に基づくメイズ法があシ、ＬＳＩ
のレイアウト設計に適用されている。ノイズ法は、位置
関係に関する制約条件を７レキシブルに取り扱うことが
離しく、領域要素の大きさを物理的なセル寸法より決め
るので要素数が多くなるという問題があった。− 〔発明の目的〕本発明の目的は、空間レイアウト計画において既に配置
されている要素と干渉を生ずることのない接続経路を自
動的に生成することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴の第１は、空間レイアウト計画において、
既知の要素に占有されていない空間を分割し領域要素を
定義し、領域要素と既知要素の位置関係をめ、データ・
ベースに格納することにある。特徴の第２は、接続経路
の生成に際し、接続経路に対する制約条件を、論理的関
係に基づいハ領域要素あるいは領域焚素の組に対する制約条件に変換
し、上記のデータ・ベースを用いてデータ検索・データ
処理を行なうことによシ、領域要素の組として接続経路
を自動的に生成することである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例ｆ：第１図によシ説明する。図
において、１は入力装置、２は電子計算機、ｇａ、９ｂ
、９ｃは外部記１．低装置、３は出力装置である。電子
計算機２は、入出力処理装置２Ａ。

中央処理装置２Ｂ、記憶媒体２Ｃから成っている。

空間レイアウト４画における接続経路生成の命令は、入
力装置１より、入出力処理ＡＡ（ロ）２Ａを介して、中
央処理装置２Ｂに入力され、処理プログラムおよびデー
タ・ベースを格納した記憶媒体２Ｃを用いて処理が実行
される。レイアウト組画の接続経路配置の前提条件であ
るレイアウト空間の境界の要素、空間内に既に配置され
ている要素の位置データ、およびレイアウトの基本条件
に関するデータは、外部記憶媒体９よシ入力され、記憶
媒体２ＣＫ格納される。特定の接続経路の配置条件は、
入力装置１より入力され、記憶媒体２ＣＫ格納される。

中央処理装置２Ｂにて処理された結果＼は（入出力処理装置２人を介して、表示装置３に出力さ
れる。

本実施例は、本発明による空間レイアウト計画における
接続経路の自動生成方法を、２次元平面内の長方形の区
画において、長方形あるいは正方形の要素が既に配置さ
れている前提のもとで、既知要素と他の既知要素を接続
するような場合に適用をはかった例である。第２図は、
本実施例で説明するレイアウト計画の前提を示す図であ
る。図において、１０Ａ〜ＩＯＫは、既に配置が与えら
れている要素であり、以下では、既知要素と呼称する。

本実施例の説明では、接続経路の配置可能な位置を、境
界の既知要素１０Ａ、ＩＯＢ、ＩＯＣ。

１０Ｄによシ囲まれた長方形の空間内にあシ、シかも、
いずれの既知要素によっても占有されていない部分に限
定する。

本実施例は、□知識工学の手法を利用して上記の空間レ
イアウト計画において、接続経路の配置が可能な空間部
分を領域要素に分割し、各領域要素に位置関係を記述す
るのに有効な層性をデータとして定義し、各領域要素お
よび配置が既に与えられている既知要素との間に生ずる
位置関係をデータとして定義格納しておき、配置可能な
接続経路の生成および最適な接続経路の決定のために、
上記データとの照合検索に基づく方法を用いることによ
り、最適な配置を有する接続経路を自動的に生成させよ
うとするものである。このような接続経路の自動生成方
法について以下に説明する。

第１図において、電子計ｎ機２の記憶媒体２Ｃは空間位
置のデータ・ベース４、領域要素・空間位置関係のデー
タ・ベース５、接続経路の制約条件・評価基準のデータ
・ベース６、接続経路の配置条件のデータ・ベース７お
よび処理プログラム８を記憶している。

空間位置のデータ・ベース５は、既知要素の空間位置を
示す座標を記録しておくデータ・ベースである。第３図
は、第２図に系した既知要素を、２次元Ｘ−Ｙ座標平面
で表わした説明図である。

既知要素は、座標軸と平行な線分から成る長方形あるい
は正方形で表わされているので、既知要素の位置は、長
方形（あるいは正方形）の上側のＸ座標、下側のＸ座標
、右側のＸ座標、左側のＸ座標で表わすことができる。

第４図は、第３図に基づいて既知要素１０Ａ〜ＩＯＫの
座標を記したものである。

空間位置のデータ・ベース４を用いて、処理プログラム
８は、既知要素に占有されていないという意味で接続経
路の配置が可能な空間部分を領域要素に分割する処理を
実行する。

領域要素・空間位置関係のデータ・ベース５は、処理プ
ログラム８により定義された領域要素の属性、既知要素
と他の既知要素の位置関係、領域要素と既知要素の位置
関係、領域要素と他の領域要素の位置関係を記録したデ
ータ・ベースである。

第５図は、本実施例における領域要素の分割の一例を説
明した図である。図において、１０八〜１０には既知要
素、５１は領域要素、５２は領域要素５１の右側に隣接
した領域要素である。領域要素５１は、上側に関しては
既知要素１０Ａ１下側に関しては既知要素１０Ｇ１右側
に関しては既知要素１０Ｅ１左側に関しては既知要素１
０Ｆと向き合わせの関係している。領域要素が上下右左
のどの方向でどの既知要素に面しているかを、領域要素
の属性と値の組として定義できる。領域要素５２にも、
同様な領域要素の属性を定義でき、しかも領域要素５１
と同じ埴となる。すなわち、領域要素５１．５２を合わ
せたような領域要素に対しても、このような属性の値は
変わらず、領域要素が上下右左の方向でどの既知要素に
面しているかという属性からは、領域要素５１．５２を
合わせて一つの領域要素にした方が領域要素の数を減ら
すことができる。

第６図は、本実施例における領域分割の別な一例を説明
した図である。図において、ｌＯ八へ１０には既知要素
、６１は領域要素である。領域要素６１は、上側に関し
ては既知要素１０Ａ１下側に関しては１０Ｇ、右側に関
しては１０Ｅ１左側に関してはＩＯＦに面している。第
７図は、第６図に含まれるすべての領域要素に関し、上
下右左の方向でどの既知要素に面しているかという領域
要素の属性を与えたものである。第７図から明らかなよ
うに、第６図に示した領域要素は、すべて相異なった属
性をもっており、既知要素との位置関係を表わす上で、
最も少ない数の領域要素の組を形成している。本実施例
においては、以下、第６図に示した領域要素に基づいて
説明を進める。

以上に、領域要素と既知要素との位置関係を表わした領
域要素の属性に関し記した。

領域要素と他の領域要素の位置関係も、領域要素の属性
として定義できる。最も基本的な位置関係は隣接関係で
ある。例えば、領域要素６１に関しては、上に領域要素
６２、下側に領域要素６３、右側に領域要素６４、左側
に既知要素１０Ｆが隣接している。

領域要素の位置を示す座標は、既知要素の位置座標と同
様に定義することができ、領域要素の最も基本的属性と
なる。領域要素のＸ方向寸法、Ｙ方向寸法は、領域要素
の位置座標よりめられる。

既知要素と他の既知要素の位置関係も同様に、定義でき
る。例えば、第６図で既知要素１０Ｇは、上側に関して
は、左から右にかけて既知要素１０Ｆ。

１０Ａに下側に関しては、既知要素１０Ｊに、右側に関
しては、上から下にかけて既知要素１０Ｈ１１０Ｃに、
左側に関しては、上から下にかけて既知要素１０Ｄ、Ｉ
ＯＩに面している。既知要素１０Ｇと既知要素１０Ｈと
は、接しているという意味で特殊な位置関係にある。こ
の関係は、領域要素の属性としても用いた隣接関係とし
て表わすこともできる。

領域要素と既知要素の位置関係は、基本的には領域要素
の属性に含まれている。別の表現に基づく位置関係とし
ては、例えば、第６図で領域要素６１は、既知要素１０
ＡとＩＯＧの間にあり、また、既知要素１０ＥとＩＯＦ
の間にある。

領域要素と他の領域要素の位置関係は、領域要素の隣接
関係に関する属性である。

第８図は、本実施例において、領域要素・空間位置関係
のデータ・ベース５に格納されているデータの例を示し
たものである。

接続経路の制約条件・評価基準のデータ・ベース６は、
接続経路の配置において適用される制約条件および評価
基準を帰結部とし、帰結部を論理的に成立されるような
上記の領域要素・空間位置関係のデータ・ベース５に格
納されたデータに対する条件あるいはデータに基づく処
理結果に対する条件の組合せを前提部として定義した、
前提・帰結関係を記録しておくデータ・ベースである。

これは、一般に知識工学の研究者の間でプ目ダクション
・ルールと呼ばれているものに相当するデータ格納方法
である。

第９図は、接続経路の配置において適用される典型的な
制約条件を帰結部とし、この制約条件を論理的に成立さ
せるような位置関係のデータに対する条件、あるいは、
位置関係のデータに基づいて算出されるデータに対する
条件の組合せを帰結部として対照させて説明したもので
ある。例えば。

接続経路が特定の既知要素の近傍を通過するという制約
条件を満たすためには、その既知要素と隣接する領域要
素が、接続経路を形成する領域要素の中に含まれていな
ければならない。データ・ベース６においては、このよ
うな制約条件は、記号により表わし格納しであるので、
処理プログラム８は、制約条件が満足されているか否か
の判定を、記号処理の形で実施することができる。

接続経路の配置に対する評価基準は、接続経路の選定を
最適化するだめの指標であり、接続経路の特定性能を最
大あるいは最小とする条件を帰結部とし、上記の領域要
素・空間位置関係のデータ・ベース５に格納されたデー
タに基づく処理結果に対する条件を前提部として格納し
である。

接続経路の配置条件のデータ・ベース７は、接続経路の
名称、経路により接続すべき既知要素の組、経路と既知
要素の接点となる座標、接続経路の幅、その接続経路の
配置に対して適用される制約条件、評価基準、および領
域要素の形でめた接続経路を位置座標の形に変換する場
合の条件等から成る個別の接続経路に対するデータを記
録するデータ・ベースである。

例えば、接続経路Ｒ１は、既知要素１０Ｆの位置座標（
３，５，１２）と既知要素１０Ｊの位置座標（６，１）
を幅０．５の経路で接続し、制約条件は、経路が既知要
素１０Ｄ、ｌｏＩＯ間を通過すること、直線部の最大長
さが１２以下であることの２点、評価基準は、経路距離
の短かいことであシ、同じ距離の経路が複数ある場合に
は、直線部の最大長さの短いものを優先することとする
。

接続経路Ｒ２は、既知要素１０Ｂの位置座標（１１，１
３）と既知要素１０にの位置座標（１１，３）を幅１の
経路で接続し、制約条件は特になし、評価基準は、経路
距離の短かいことであり、同じＩＩセ離の経路が複数あ
る場合には、経路の曲がシ点の数が少ないものを優先す
ることとする。接続経路を領域要素の形から位置座標の
形に変換する条件としては、接続経路Ｒ，１，Ｒ２とも
に、領域要素の中央に配置するような方法を用いる。

処理プログラム８は、データ・ベース４．５゜６．７を
形成し、空間位置のデータ・ベース４に基づいて処理を
行ない、領域要素・空間位置関係のデータ・ベース５に
データを格納し領域要素・空間位置関係のデータ・ベー
ス５、制約条件・評価基準のデータ・ベース６、接続経
路の配置条件のデータ・ベース７に基づいて処理を行な
い、最適な接続経路を自動的に生成し、出力装置３に結
果を出力する。

第１０図は、処理プログラム８の上記の機能部分を記し
た処理フローの説明図である。図において、実線の矢印
は処理のフロー、破線のフローはデータのフローを示し
ており、第１の処理ステップ１０１は、レイアウト・デ
ータの格納部１２１であり、第２の処理ステップ１０２
は、既知要素の位置関係定義部１１Ｏ１領域豊素定義部
１１１、既知要素の位置関係定義部１１２、位置関係デ
ータ格納部１’１３から成り、第３の処理ステップ１０
３は、接続経路の配置条件格納部１２２であり、第４の
処理ステップは、領域要素経路の要求仕様定義部であり
、第５の処理ステップ１０５は、領域要素属性検索・検
証部１１４、最適領域要素経路生成部１１５から成り、
第６の処理ステップ１０４は、経路詳細仕様定義部１１
６、経路位置座標生成部１１７から成り、第７の処理ス
テップは、接続経路表示出力部である。

第１の処理ステップ１０１では、外部記憶媒体９Ａより
、レイ゛Ｔウドの対象とする空間の境界の要素、空間内
に既に配置されている要素の位置座標データを入力格納
し、空間位置のデータ・ベース４を形成し、外部記憶媒
体９Ｂよυレイアウトの基本条件とその条件を成立させ
るために接続経路が満たすべき条件を組合せの形で論理
的に関係づけたデータを入力し、記憶媒体２０に格納し
、制約条件・評価基準のデータ・ベース６′ｆ：形成す
る。

第２の処理ステップ１０２では、処理プログラム８は、
以下に説明するような処理を実行する。

空間位置のデータ・ベース４は、第４図に示したような
既知要素の位置座標データを格納している。

このデータを入力とし、既知要素の位置関係定義部１１
′０は、既知要素と他の既知要素の位置関係をめ、第８
図に示したような形で定義を行なう。

領域要素定義部１１１は、既知要素に占有されていない
空間部分を分割して領域要素の定義を行なう。領域要素
に相対する既知要素が一意的に与えられ、しかも領域要
素の数が最小となるような領域要素は、第６図に示され
ている。領域要素・既知要素の位置関係定義部１１２は
、領域要素と他の領域要素の位置関係、領域要素と既知
要素の位置関係をめ、第８図に示したような形で定義を
行なう。位置関係データ格納部１１３は、以上のように
定義されたデータを、領域要素・空間位置関係のデータ
・ベース５に格納する。

第３の処理ステップ１０３では、処理プログラム８は、
生成すべき接続経路の配置条件に関するデータを外部記
憶媒体９Ｃあるいは直接入力装置１より人力格納し、配
置条件のデータ・ベース７を形成する。

ここで配置条件とは、接続経路を設定すべき既知要素、
経路の始点、終点の位置、経路の幅、経路に対する制約
条件、経路に対する評価基準、経路位置指定の条件であ
る。制約条件とは、例えば経路が特定の２つの既知要素
の間を通過すること、あるいは、特定の要素の近傍を通
過することであり、評価基準とは、例えば経路の長さを
最短とすることである。経路位置指定の条件とは、領域
要素の単位の経路を、位置データの経路に変換する条件
である。

第４の処理ステップ１０４では、処理プログラム８は以
下に説明するような処理を実行する。接続経路の要求仕
様定義部１２３は、接続経路の配置条件のデータ・ベー
ス７より入力データを、制約条件・評価基準のデータ・
ベース６に含まれる論理的関係に基づいて、接続経路に
含まれる領域要素に対する要求仕様の形に変換する。例
えば、データ・ベース７のデータより、接続経路Ｒ１で
は、経路が既知要素のＩＯＤとＩＯＩの間を通過すると
いう制約条件が課せられている。データ・ベース６に含
まれる論理関係に基づいて、接続経路に対する条件が、
既知要素１０ＤとＩＯＩの間にある領域要素を通過する
という領域要素に対する条件に変換される。領域要素に
対する条件は、領域要素・空間位置関係のデータ・ベー
ス５に含まれるデータに基づいて判定可能である。領域
要素経路定義部１１１は、領域要素の形で、既知要素と
他の既知要素の間を接続する経路を生成するための基本
的条件を記述する。すなわち、接続経路は、接続すべき
２つの既知要素の接続部分に隣接した領域要素を含み、
これらの領域要素の間を、互いに隣接関係にある領域要
素をたどって結びつけることにより得られた領域要素の
組により形成される。この条件は、領域要素の形の接続
経路を定義するだめの制約条でもあるので、処理プログ
ラム８の内部処理の形でなく、制約条件・評価基準のデ
ータ・ベース６からの入力処理の形でも実　゛現可能で
ある。

第５の処理ステップ１０５では、処理プログラム８は、
以下に説明するような処理を実行する。

領域要素属性検索・検証部１１４は、上記第２の処理ス
テップで与えられた、領域要素あるいは領域要素の組に
対する制約条件のもとで、接続経路を形成する領域要素
の組を数え上け）。第１１図は、接続経路Ｒ１を形成す
る領域要素の組を数え上げる過程を示した説明図である
。図において、２０１．２０２，２０３，２０４は接続
経路の候補を示している。経路２０１，２０２は、とも
に、。

既知要素１０ＤとＩＯＩの間圧ある領域要素を含まず、
制約条件を満たしていない。経路２０３゜２０４は、と
もに制約条件を満足する。

最適領域要素経路生成部１１５は、領域要素属性検索・
検証部１１４によって数え上げた、すべての制約条件を
満たすという意味で実現可能な接続経路の候補の中より
、接続経路の配置条件のデータ・ベース７、制約条件・
評価基準のデータ・ベース６に含まれる評価基準に基づ
いて、選定する。領域要素の形での接続経路２０３，２
０４は、経路としての距離という面からは同等であるが
、直線部分の最大長さは、経路２０３の方が短がい。

したがって、接続経路Ｒ１の最適領域要素経路として、
経路２０３が生成される。

第６の処理ステップ１０６では、処理プログラム８は以
下に説明するような処理を実行する。経路詳細仕様定義
部１１６は、第３の処理ステップで与えられた領域要素
の形での接続経路を、位置座標として定義するに際し、
一意的に決まらない場合、領域要素内のどの位置に配置
するかの仕様を、配置条件のデータ・ベース７のデータ
に基づいて、各領要素に対して定義する。経路位置座標
生成部１１７は、上部の領域要素内の配置条件に基づい
て、領域要素・空間位置関係のデータ・ベース４のデー
タを用い、処理プログラム８の処理結果として接続経路
の位置座標を生成する。

第７の処理ステップ１０７では、処理プログラム８は、
第６ステツプでめた接続経路を、入出力処理装置２人を
介して、表示装置３に出方する。

以上のようにして、処理プログラム８は、接続経路Ｒ１
の最適経路を自動的に生成することができる。第１２図
は、接続経路Ｒ１の配置結果を示した図である。図にお
いて、１２１は接続経路Ｒ１である。

処理プログラム８は、接続経路Ｒ４の生成に続けて連続
的に、接続経路Ｒ２を生成するように構成すること−も
可能である。この場合、以下に説明する第８．第９の処
理を実行した後、上Ｂｅの第３から第７の処理ステップ
を繰り返すことにょシ、接続経路Ｒ２を生成する。

第１３図は、処理プログラム８の連続処理のための慢能
部分を記した処理フローの図である。図において、１０
８は第８の処理ステップ、１ｏ９は第９の処理ステップ
を示す。第８の処理ステップ１０８は、既知要素変換処
理部１２５である。

既知要素変換処理部１３１は、前ステップまでにめられ
た接続経路が、次にめられる接続経路にとっては、既知
要素となるととを反映させる処理を実行する。

第９の処理ステップは、領域要素定義修正部１１８、位
置関係定義修正部１１９、位置関係データ格納部１２０
から成る。第１４図は、接続経路Ｒ２の生成過程を示す
説明図である。図において、１４１〜１４４は、接続経
路Ｒ１から作られた既知要素であり、１４５〜１４８は
、接続経路−Ｒ２の候補である。既知要素の増加にとも
ない、領域要素の分割を修正し、領域要素を再び定義す
る必要がある。領域要素定義修正部は、このような処理
を実行する。第１４図の領域要素は、上記処理の結果を
表わしたものである。位置関係定義修正部は、既知要素
の増加、領域要素の修正を反映して、第１の処理ステッ
プの場合と同様にして、既知要素および領域要素の相互
の位置関係データを与える。その結果を、位置関係デー
タ格納部が、空間位置関係のデータ・ベース５の内容を
更新する。

第９の処理ステップの後、接続経路Ｒ２は、接続経路Ｒ
１の場合と同様に、第３から第７の処理ステップにより
、自動的に生成される。第１５図は、自動的に生成され
た接続経路Ｒ２を示した図である。図において、１５１
は接続経路Ｒ２である。このように、第８．第９の処理
ステップを設けることによシ、処理プログラム８は、複
数の接続経路を順次連続的に自動生成することが可能と
なる。

ｅ発明の効果〕本発明によれば、空間レイアウト計画において既知要素
を接続する最適経路を自動的に生成することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による接続経路自動生成方法を可能と
する構成の説明図、第２図は、本実施例のレイアウト空
間の説明図、第３図乃至第９図は、本実施例の説明図、
第１０図及び第１３図は、処理プログラムの処理フロー
図、第１１図、第１２図、第１４図及び第１５図は、接
続経路の生成過程の説明図である。１・・・入力装置、２・・・電子計算機、２人・・・入
出力装置、２Ｂ・・・中央処理装置、２Ｃ・・・記憶媒
体、４・・・空間位置のデータ・ベース、５・・・領域
要素・空間位置関係のデータ・ベース、６・・・制約条
件・評価基準のデータ・ベース、７・・・接続経路の配
置条件のデータ・ベース、８・・・処理プログ２ム。代理人　弁理士　高橋明夫第　３　図第　１４−１２１第　６　図　（１）集　８　図　（２）第　７　図　（１）￥Ｊ　？　図　（２）第　／Ｉ　図第　／ＺＩ２１／Ｚｌ第　／３　１］衛　１ｇ−図１１Ｊ−３／ＬｔＪ−

Claims

【特許請求の範囲】１、空間レイアウト計画において、レイアウトの対象と
する空間の境界の要素、空間内の既知要素の位置データ
、およびレイアウトの基本条件とその条件を成立させる
ために接続経路が満たすべき条件を組合せの形で論理的
に関係づけたデータを、外部記憶媒体より入力し、格納
する第１ステツプ、既知要素に占有されていない空間部
分を分割し領域要素を定義し、領域要素と既知要素の空
間的位置関係を定義し、格納する第２ステツプ、生成す
べき接続経路の配置条件を記述するデータを入力する第
３ステツプ、第３ステツプで与え、ち弗た接続経路に対
する制約条件、評価基準を、第１ステツプで与えられた
論理的関係のデータに基づいて、領域要素あるいは領域
要素の組に対する条件・基準に変換する第４ステツプ、
第４ステツプで与えられた条件・基準に基づいて、第２
ステツプで与見られたデータを検索し、条件・基準を満
足することを検証することにより、領域要素の組の形で
最適経路をめる第５ステツプ、第３ステツプで与えられ
た条件に基づいて、第５ステツプでめた経路を、位置座
標表示に変換する第６ステツプ第２ステツプより第６ス
テツプまでの処理により生成した接続経路を表示装置に
出力する第７ステツプから成る接続経路の自動生成方法
。２、特許請求の範囲第１項記載の方法において、前記の
第１から第７ステツプに加えて、生成した接続経路を既
知要素に変換する第８ステツプ、第８ステツプにおける
既知要素の追加にともない、領域要素の定義の修正、領
域要素と既知要素の位置関係の修正を行ない、格納デー
タの更新を行なう第９ステツプから成る接続経路の自動
生成方法。