JPS6156435A - 半導体集積回路装置に於ける配線長予測方法 - Google Patents

半導体集積回路装置に於ける配線長予測方法

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JPS6156435A JP59154665A JP15466584A JPS6156435A JP S6156435 A JPS6156435 A JP S6156435A JP 59154665 A JP59154665 A JP 59154665A JP 15466584 A JP15466584 A JP 15466584A JP S6156435 A JPS6156435 A JP S6156435A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、配線長予測方法に係り、特に、半導体S積回
路装置(IC>の論理回路において、素子の特性に影響
を与える配線長の予測方法の改良に関す。
論理回路を内蔵するIC(論理IC)は、その便宜さの
ために多方面に使用されており、例えばゲートアレイな
どのカスタム■cも多用されるようになって来た。
新規論理icの製品化は、可及的速やかになされること
が望ましいが、特にカスタムICにおいてはその要望が
強い。
この製品化の短期化には、回路設計の段階で回路特性の
予測を可能にすることが望ましいが、該特性は、論理回
路素子の負荷容量に影害され、該負荷容量は該素子間の
配線長即ち半導体チップ上のレイアウトにも依存するの
で、ff1mの規模が大きくなると、レイアウトを想定
して行う該予測は極めて困難である。
これに対処するため、レイアウトを意識せずに前記配線
長を予測する方法があるが、更に予測精度を向上させる
ことが望まれている。
〔従来の技術〕
一般に論理回路素子の特性がその負荷容量に支配される
ことから、例えば第1図(alに図示した等宿ゲート数
約1500個で形成された回路ユニット1〜18が、配
線Pに接続されているIC論理回路において、ユニット
1の接続素子の特性は、その負荷容量となるユニット2
〜18の接続素子の容量Ceと配線Pの容ff1cpと
の和の容量Cに支配されている。
しかしながら、回路設計段階では、9量Ceは既知であ
るとしても、配線Pの配線長に支配される容量Cpは、
半導体チップ上のレイアウトに依存して未知であるため
、予測が困難であることは前述の通りである。
このため、レイアウトを意識せずに配線Pの配線長を予
測することが求められるが、その従来の配線長予測方法
は次の如くである。
即ち、この配線長の予測において、最終的に求背   
   められるのは負荷容量Cの予測値CFであること
、負荷となる素子の容(iceの合計値は略負荷となる
素子の数、即ち配線Pの負荷分岐数Hの関数として把握
出来ることから、配線Pの容量Cρの予測値も数nの関
数として把握することにし、更に、容量Cpが配線Pに
接続される回路の規模即ち等価ゲート数Nにも支配され
ることを加味して、予測配線長−Cf= f (N、n
) で求められるようにし、その単位を基本ゲートの入力容
母で正規化した単位1u (Loading Unit
)にしである。
この場合、関数fは、過去の多数の実績から統計的に処
理して定めている。
また、負荷分岐数nは、常に、着目する配線Pに接続さ
れている素子数、即ち配線Pの接続数からドライバに接
続される一接続を除いた数となっている。
従って、第1図(a)図示回路においては、配線Pに回
路ユニット1〜18の18個が接続されているので、 配線の接続数=18                
 fn    =18−1=17 更に、′41ilIiゲート数Nが約1500個である
ことから、Cf−f (1500,17) によって、配線Pの予I11配線長Cfを求めることが
出来る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第2図(b)は、論理回路である演算ユニットの一例(
配線数約1000個)について、上記方法による予測配
線長とレイアウト後の実配線長とのそれぞれから算出し
た各配線の伝播遅延時間の分布を示したヒストグラムで
ある。
このヒストグラムから判るように、上記配線長予測方法
は、前記演算ユニットの総合的な特性については略良好
な予測精度を得ているが、個々の配線については必ずし
も良好であるとは言えず、例えば、細部の改善検別に際
する予測には精度不充分であって、特性の優れたカスタ
ムICなどの短期製品化に特効ある手段となり得ない問
題がある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点は、一配線に接続される回路を機能により、
該回路を最上位ブロックとした階層構造的なブロックに
分割し、各ブロック毎に、ブロックの区分と、該ブロッ
クに含まれる等価デー1−敗と、該ブロック°の中の次
位ブロック一個を一接続に数えた該配線の接続数とによ
って規定される値を求め、該僅の積算値を該配線の配線
長とする本発明の配線長予測方法によって解決される。
本発明によれば、前記ブロックの区分は、前記最上位ブ
ロックと、その他の下位ブロックとの区分でよい。
〔作用〕
IC論理回路は、機能により階層構造的なブロックに、
即ち、最上位の親ブロック、親ブロックの中にあり次位
になる子ブロック、子ブロックの中にあり次位になる孫
ブロックと言った具合に分割出来る場合が多く、然も、
一配線に着目した場合、該配線に接続される回路を最上
位ブロックとし、その中における各ブロックに入る信号
線が一個であるように分割することが可能である。
一方、これらのブロック内にある複数の素子のレイアウ
トは、集中させるのが一般である。
このことから、前記ブロック間の接続と該ブロック内の
接続との間には、配線レイアウトの様相に差があると見
ることが出来る。
この思想に基づき、着目配線を、ブロック間のものに各
ブロック内の一つの接続素子までのものを加えた配線と
、ブロック内において該配線から分岐して増加する配線
とに分け、それぞれの予測配線長を異なった関数で求め
、その結果を積算することにより、従来の単一関数で求
めた予測配線長より予測値の精度を向上させることが可
能になる。
この際の新開数は、従来の関数と同様に、各予測におけ
る等価ゲート数Nと負荷分岐数n (またはn+1であ
る“配線の接続数″)とを変数にしたものにし、該関数
は、過去の多数の実績から統計的に処理して定められた
ものである。
また、複数の関数を使い分けする前記ブロックの区分は
、多い程予測精度を上げることが可能であるが、回路設
計の簡便さを考慮して、前記最上位ブロックとその他の
下位ブロックとの二区分にしたが、この区分により、例
えば、先に述べた綱部の改善検討に際する予測に対して
充分なオn度を得ることが出来た。
従って、本発明においては、前記ブロックの区分を上記
二区分に限定するものではない。
〔実施例〕
以下本発明による配線長予測方法とその一実施結果例を
図により説明する。企図を通じ同一符号は同一対象物を
示す。
第1図(alは本発明の配線長予測方法の説明図、第1
図(blは演算ユニットの一例について本発明方法およ
び従来方法による予測配線長と実配線長とのそれぞれに
より算出した各配線の伝播遅延時間の分布を示したヒス
トグラムである。
第1図(a1図示の回路は、第2図(a)図示の回路と
同じものであるが、配線Pの予測配線長Cfを求める本
発明0方法は・以下0通りである・         
 、jl)最初に、配線Pに接続されているこの回路を
最上位ブロック (親ブロック)とし、その中を機能に
より階層構造的なブロックに分割し、各ブロック毎にそ
こに含まれる等価ゲート数N1次位ブロック数X1単独
回路ユニット数Yを数える。なおこの分割に当たっては
、各ブロックに入る信号線が一個であるようにする。
図示においては、次のような81〜810の10ブロツ
ク構成になり、配線Pは各ブロックに分割されて、それ
ぞれ配線P1〜PIOとなる。
ブロック       N    XY親ジブロックB
1    約1500  3  1子ブロツク B2 
   約300  −  2〃B3   約500 −
 1 〃84   約650 2 1 孫ブロツク B5    約250  1  3曾孫ブ
ロツクB6    約150  −  2孫ブロツク 
B7    約350  3  2曾孫ブロツク88 
   約100  −  2〃B9   約150 −
 3 //B10  約50−1 次に、各ブロックの配線P1〜PIOについてそれぞれ
の予測配線長Cf、〜cr+。を求め、これを積算して
配線Pの予測配線長Cfを求める。
この際、親ブロックの配線P1には各子ブロック内の一
つ接続素子に接続されるまでの配線を含め、配線P2〜
PLOは各ブロック内において配線P1から分岐した増
加分とすることにし、親ブロックの予測配線長(J、は
、 Cf+−fl (N+  X 十Y  1)= fl(
N、  n) また、子、孫、曾孫ブロックの予測配線長Cf2〜Cf
 1.は、 Cfz 〜Cf+o−fz (N、  X+Y −1)
= 12 (N+  n) で求める。
ここで、単位は従来と同様にluであり、X+Y−1=
n としたのは、変数のX+Y−1”が従来の負荷分岐数n
と同等のものと考えるからである。
実務上の上記算出は、簡便化を図って等価ゲート数Nを
レベル分けし、表1.2 (12頁に記載)から求めら
れるようにしである。
表1.2を使用して第1図(a)図示配線Pの予測配線
長Cfを求めると次のようになる。
ブロック レベル n 表の別 予測配線長Bl   
 0  3   表I  Cf+ 14.8B2  2
 1  表2  Cfz O,88310表2  Ch
 O B4  1 2  表2  Cf、3.2B5  2 
3  表2  Cf52.4B6  3 1  表2 
 Cf5−0.5B7  2 4  表2  cr、 
3.2B8  3 1  表2   Cfs 0.5B
9   3 2  表2   Cfs  1.IBIO
30表2  Cf1(10 (合計)配線Pの予測配線長Cf  26.5第1図(
′b)は、第2図(b)のヒストグラムを求めた演算ユ
ニット (配線数約1000個)について、第2.1 
    口出)の場合と同様にして、上記予測方法によ
る予測配線長から各配線の伝播遅延時間の分布を算出し
、第2口出)に追記したヒストグラムである。
このヒストグラムから判るように、追記された曲線は、
実配線長から算出された曲線に良く一致しており、本発
明の方法が、論理回路の総合的な特性の予測に対しては
勿論のこと、例えば、細部の改善検討に際する予測に対
しても充分な精度を得ていることを示している。
−fの レベル N \n1  2  3  4  5 〜3 
1〜200 1.5 1.8 2.2 2.6 3.0
2201〜400 2.3 2.9 3.4 4.0 
4.61401〜1000 4.5 5.7 6.8 
7.9 9.00 1001以上 9,712.214
.81?、319.8−2  ’fの レベル N \nl   2  3  4  5〜3 
1〜200 0.5 1.1 1.6 2.1 2.5
2201〜400 0.8 1.6 2.4 3.2 
3.91401〜1000 1.6 3.2 4.7 
6.2 7.6注)表中〜は、n’=6以上の記載省略
を示す。       !なお、開数f11 f2の算
出に、上記実施例では表を使用したが、本発明は該算出
手段を限定するものではない。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の配線長予測方法は、IC
論理回路の設計段階において、配線長に依存する論理回
路素子特性の予測精度を向上させることにより、総合的
な特性の高精度予測と共に、例えば、該回路の細部検討
も可能にさせ、特性の優れたカスタムICなどの短期製
品化を可能にさせる効果がある。
【図面の簡単な説明】
図面において、 第1図(a)は本発明の配線長予測方法の説明図、第1
図(b)は演算ユニットの一例について本発明方法およ
び従来方法による予測配線長と実配線長とのそれぞれか
ら算出した各配線の伝播遅延時間の分布を示したヒスト
グラム、 第2図(alは従来の配線長予測方法の説明図、第2図
(b)は演算ユニットの一例について従来方法による予
測配線長と実配線長とのそれぞれから算出した各配線の
伝播遅延時間の分布を示したヒストグラムである。 図中において、 1〜18は回路ユニット、81〜BIOはブロック、P
SPI〜PIOは配線、 をそれぞれ示す。 頷壇っに)瞳I横 ¥−2町 各配攬^μsも紐野町

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一配線に接続される回路を機能により、該回路を
    最上位ブロックとした階層構造的なブロックに分割し、
    各ブロック毎に、ブロックの区分と、該ブロックに含ま
    れる等価ゲート数と、該ブロックの中の次位ブロック一
    個を一接続に数えた該配線の接続数とによって規定され
    る値を求め、該値の積算値を該配線の配線長とすること
    を特徴とする半導体集積回路装置に於ける配線長予測方
    法。
  2. (2)前記ブロックの区分は、前記最上位ブロックと、
    その他の下位ブロックとの区分であることを特徴とする
    、特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路装置に於
    ける配線長予測方法。
JP59154665A 1984-07-25 1984-07-25 半導体集積回路装置に於ける配線長予測方法 Granted JPS6156435A (ja)

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