JPS6312307B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回路情報認識方式に関する。

論理回路、特にLSI（大規模集積回路）におけ
る論理回路の設計・製作を行なう、コンピユータ
利用のCADシステムにおいて、コンピユータへ
入力すべきデータの作成は最も煩しい作業の１つ
である。例えば、設計者の手書き回路図から素子
名、接続情報等を読み取つてカードにパンチして
入力するというのが一般的である。これは極めて
煩しい作業であると共に、人手によるものである
から誤りも多い。そこで、この作業を自動化しよ
うという試みがなされている。この場合、自動化
の障害となつている問題の１つに“線分とシンボ
ルの分離”がある。すなわち結線情報をなす線分
と、AND、OR等の論理回路情報をなすシンボル
との区別は、人間にとつては極めて簡単であつて
も、機械にとつてはかなり困難である。このた
め、従来は線分は第１の色で描き、シンボルは
第２の色で描くという手法を採つたり、シンボ
ルは、必ず図面上定められた箇所に描くという手
法を採つて、線分−シンボルの分離を行なつた。
然し、これらの手法も、かなりの人手を要し、あ
るいは設計者に過度の負担を強いるということで
問題があつた。

従つて本発明の目的は、上記問題点の解決を図
り、設計者の生の設計図から直接回路情報を認識
することができる回路情報認識方式を提案するこ
とである。

上記目的に従い本発明は、設計図面上を順次シ
フトする略コ字状パターン監視枠をもつて該設計
図面上の回路パターンをスキヤンし、該パターン
監視枠と該回路パターンとが交差する交差態様の
情報と、該パターン監視枠内に分布するパターン
の情報とを入力として回路情報を認識するように
したことを特徴とするものである。

以下図面に従つて本発明を説明する。

論理回路設計図は種々の結線情報および論理回
路情報とを含んでいる。例えば、その結線情報と
しては第１図に示す如きものが、またその論理回
路情報としては第２図に示す如きものがある。第
１図では、直線、Ｔ分岐（２分岐、３分岐）交
差、１分岐等の結線情報（線分）を示しており、
また第２図ではOR、AND、NOR、NAND、
EXCLUSIVE・OR、EXCLUSIVE・NOR、入
出力端子、フリツプ・フロツプ、アンプ、インバ
ータ等の、規格に基づく論理回路情報（シンボ
ル）を示している。通常、論理回路設計図は、こ
れら線分およびシンボルの組合せからなる。これ
ら、線分、シンボルを表わす回路パターンは、例
えばCCDセンサ、TVスキヤナ等の図面入力装置
により、アナログ回路パターン画像として入力さ
れ、さらに、インターフエース回路等によりアナ
ログ／デイジタル変換され、デイジタル回路パタ
ーン画像データの形でメモリに格納される。この
メモリに格納された画像データから種々回路情報
を認識して行く。なおこの認識はMPU（Micro
Processor Unit）の制御のもとに行なわれる。

本発明による認識において最も重要な事項は、
略コ字状のパターン監視枠を用いて処理がなされ
ることである。第３Ａ図は、その略コ字状のパタ
ーン監視枠を図解した平面図であり、第３Ｂ図に
示す如く全体に拡大して用いられることもある。
第３Ａ図に示した枠３１は主として線分追跡用枠
として使用され、第３Ｂ図に示した枠３３は主と
して線分・シンボル分離用枠として使用される。
なお、第３Ａ図および第３Ｂ図におけるハツチン
グ部３２，３４はそれぞれの枠３１，３３の位置
決めをなす基点である。両図においてそれぞれ付
された連続番号１、２、３、４…は枠内ドツト群
を示し、各ドツト群は前記メモリに格納された画
像データをもとにして得た、“１”（黒）、“０”
（白）データのいずれかを有している。ドツト群
１、２、３、４…は、前記メモリと完全１対１の
ビツト対応で存在することもあるが、実用的には
該メモリ内の画像データに若干の演算処理を加え
たその結果として存在せしめるのが好ましい。例
えば第４図に示す如くである。第４図のａでは、
画像データの２画素のORをとつて１ドツトとな
し、同様にｂではそのANDをとつて１ドツトと
なし、ｃでは５画素の多数決で、またｄでは４画
素の多数決でそれぞれ１ドツトとなす。かくの如
く、定めたドツト１、２、３、４…の各“１”、
“０”データは、画像データに含まれるノイズを
抑圧したものとなり、あるいは４本／mm、８本／
mm等の走査密度の相違による画像データの変化を
緩和したりするのに有効である。ただし、これら
の手法は本発明の主旨と直接的には関係がない。

もう少し具体的に説明すると、略コ字状のパタ
ーン監視枠は、線分・シンボルと種々の交差態様
で交差することになる。例えば第５図のａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇおよびｈに示す如くである。
それぞれ差態様様は、ａが直進線分との交差（第
１図のａ）、ｂが２分岐との交差（第１図のｂ）、
ｃが３分岐との交差（第１図のｃ）、ｄが１分岐
との交差（第１図のｄ）、ｅが単純交差（第１図
および第２図のｅ）、ｆが純Ｔ分岐（第２図の
ｆ）、ｇが傾斜Ｔ交差（第２図のｇ）、ｈが円形Ｔ
交差（第２図のｈ）である。これらａ〜ｈの交差
態様は、第１図および第２図中のａ〜ｈの箇所に
現われる。このパターン監視枠３１は設計図面上
を順次シフトしながらスキヤンされるから、その
内容は時々刻々変化する。このシフトの方法は連
続的でも良いが、処理データ量が膨大になり認識
時間も長くなるから、例えば直線線分60に対し第
６図のステツプ、、…のように、各直前の
ステツプの枠３１の中心点に次のステツプにおけ
る枠の基点３２を重ね合せるという間欠シフトが
好ましい。

第５図ａ〜ｈに示した交差態様の情報で回路パ
ターンの認識が簡単に行なえる。このうち、ｆ，
ｇおよびｈの交差態様は線分とシンボルの分離判
断に特に有効である。その見分け方は、コの字の
垂直部分に交差（ハツチング）がないことであ
る。例えば、ｆについてみると、第２図のAND
の入力部等（ｆで示す）に見られ、このとき、入
力の直線はその先（図中右方向）に伸びないから
その垂直部分との交差はあり得ない。従つてこれ
はシンボルにおける交差であることが分る。また
例えばｇについてみると、これは第２図のOR等
（ｇで示す）にみられ、従つてこれもシンボルに
おける交差であることが分る。さらにｈについて
みると、例えば第２図のインバータ（左方向シフ
トしたとき）（ｈで示す）にみられ、従つてこれ
もシンボルにおける交差であることが分る。な
お、第５図ｄの場合、コの字の垂直部分に交差
（ハツチング）がないのでこれもシンボルとみな
せるが、もともと１分岐のパターンはシンボルと
して存在しないパターンであるから排除される。

さらに細かく分析すると、第５図のｂと第５図
のｆとの区別をつける必要がある。つまりｂは線
分での交差態様であり、ｆはシンボルでの交差態
様であるから、これは区別されなければならな
い。これについては、線分の交点で、設計図面の
作成時におけるルール上、そこに黒丸を付するこ
とが約束されていることに着目すれば良い。従つ
て、ｂおよびｆについて枠３１内に分布するパタ
ーン、特に黒丸の情報に注意すれば、線分の２分
岐か、シンボルでの純Ｔ分岐かは容易に判別でき
るのである。また、枠３１内に分布するパター
ン、特に黒丸の情報として、第５図のｃおよびｅ
に関し、ｃはその黒丸の存在により線分の３分岐
であることは明らかであり、ｅと区別される。た
だし、ｅは線分の単純交差なのか、第２図に示し
たEXCLUSIVE・OR（またはEXCLUSIVE・
NOR）の入力における単純交差なのかまでは分
らない。然し、枠３１のスキヤンを続行して、す
ぐに傾斜分岐（第５図のｇ参照）が出現すれば、
シンボルにおける単純交差であることが判明す
る。この時は、傾斜分岐によりシンボルの切り出
しを行い、領域を抽出し、その後で該単純交差
（これは初めに出合つた時に記憶しておく）の位
置をシンボル領域に入れれば良い。

第３Ａ図のパターン監視枠３１は、既述のとお
り、主として線分追跡用枠として使用され、この
枠３１によつて線分の存在する部分が確認され
る。この場合、線分の追跡を高速で行うために、
コの字の枠３１の大きさを小さくし入力される情
報量を少なくしている。このため、枠３１が第５
図のｆ，ｇおよびｈなる交差態様のパターンを検
出したからと言つて、即座にシンボル有りと断定
してしまうのは危険である。そこで、枠３１によ
つて一応、シンボルが有りそうであると認識され
たときは、枠の大きい第３Ｂ図のパターン監視枠
３３に切り替えて、当該部分での入力情報量を多
くしさらに詳細にチエツクするのが望ましい。た
だし、大きいパターン監視枠３３による判定と、
小さいパターン監視枠３１による判定とは基本的
に同じであり、第５図で説明したパターン認識
を、もう少し枠を広げて詳細に行うだけである。

かくしてシンボルの切り出しは、第３Ｂ図のパ
ターン監視枠３３によつてＴ字パターン（第５図
のｆ，ｇおよびｈのパターン）有りと確認された
後に、すなわちシンボル有りと確認された後に行
う。なお、切り出したシンボルが具体的に何であ
るか（ORか、ANDか等）の判断は、本発明の主
旨ではない。このシンボルの切り出しにおいて、
上記Ｔ字パターン近傍での輪郭線をスキヤンによ
り追跡する。第２図に記したシンボルの切り出し
については、シンボル固有の性質に着目すれば、
迅速に処理可能である。第７Ａ図は、シンボル固
有の第１の性質に基づく切り出し方法を示す図、
第７Ｂ図は、シンボル固有の第２の性質に基づく
切り出し方法を示す図である。第７Ａ図はアンプ
のシンボルを示しているが（インバータのシンボ
ルも略同様）、その幅（上下）方向に矢印の如く
順次右方向へスキヤンを行なつて行くと、線幅は
必ず小→大→小と変化することが分る。従つて、
上側のＰ点と、下側のＱ点との座標の差、すなわ
ち｜Ｐ（X₁，Y₁）−Ｑ（X₂，Y₂）｜と、線分の線幅
L_Wとの大小関係を検査して小→大→小の関係に
ある部分をシンボルとして切り出せばよい。また
第７Ｂ図の場合は、NANDのシンボル（OR、
AND、NOR、EXCLUSIVE・OR、
EXCLUSIVE・NORも同じ）を示しているが、
この場合の線幅は必ず小→大→中（またはこの
逆）と変化することが分る。結局上側のＰ、
P′点、下側のＱ、Q′点に関し、右方向シフトのと
き線幅L_Wは初め小であつたのが突然大となり、
中位の線幅｜P′（X₁、Y₁）−Ｐ（X₂、Y₂）｜および
｜Q′（X₁、Y₁）−Ｑ（X₁、Y₁）｜に落ちつくのであ
る。この小大中の関係を検査して、その部分にシ
ンボルがあることを見出し、切り出せばよい。

最後に本発明を実施するための一システム例を
示しておく。第８図はそのシステム例を示すブロ
ツク図である。本図において、CCDセンサ、TV
スキヤナ等の図面入力装置８９より生の回路パタ
ーンがアナログ情報として読み込まれ、これをイ
ンターフエース回路８８によりデイジタル情報に
変換する。このデイジタル情報は、バスＢ１を通
して画像処理制御回路８３に送られ、２値のデイ
ジタルデータとして画像メモリ８４に格納され
る。回路８３はデイジタル情報の２値化処理の
他、必要に応じてＮケ飛びにサンプリングして画
像データを抽出し、これをメモリ８４に供給する
こともできる。さらにまた、第４図で説明した画
像データ処理機能も持つ。メモリ８４は上記画像
データを格納し、バスＢ２を介してMPU８１か
ら、また回路８３からアクセスされる。なお、最
終的な認識結果はテーブル・メモリ８２に格納さ
れ、例えばシユミレーシヨン工程のデータとして
使用される。図中、バスＢ２に接続する第１レジ
スタ８５−１は回路８３へ制御情報を供給するレ
ジスタである。ここに、制御情報とは、図面入力
装置８９からの情報読み取りモードと回路８３に
よる回路情報抽出モードとの区別をするための情
報であり、枠３１，３３の向き（上下左右）を決
定するための情報であり、枠３１または枠３３の
選択のための情報であり、枠３１，３３の１ドツ
ト１、２、３、４…の大きさを決定するための情
報であり、第４図の処理モードを定めるための情
報である。第２レジスタ８５−２および第３レジ
スタ８５−３は枠３１，３３の基点３２，３４の
座標Ｘ，Ｙを指定する基点アドレス・レジスタで
ある。これらレジスタ８５−１〜８５−３に対す
るデータの書き込みはMPU８１によつてなされ
る。

画像処理制御回路８３は上記機能に加え、枠内
および枠上のドツト・データをメモリ８４から読
し出し、枠上のドツト・データは第４レジスタ８
５−４にストアする。これは、第５図ａ〜ｈに関
する情報である。また、バスＢ３からは枠の種類
の情報が出力される（第３Ａ，３Ｂ図参照）。一
方、枠内のドツト・データは加算器８６で加算さ
れて、第５レジスタ８５−５にストアされる。こ
れは第５図のｂとｆあるいはｃとｅの区別（黒丸
の有無）をするのに有効である。第４レジスタ８
５−４の内容はパターン判定回路８７に供給さ
れ、第５図ａ〜ｈの交差態様が判定される。判定
結果は第６レジスタ８５−６にストアされる。結
局、レジスタ８５−５，８５−６からの枠・交差
態様情報と枠内情報とがバスＢ１を通してMPU
８１に入力され、所定のプログラムに則つて演算
処理される。この演算処理によつて回路パターン
が認識され、再びバスＢ１を介してテーブル・メ
モリ８２に、認識結果が格納される。

以上説明したように本発明によれば、回路パタ
ーンの自動認識において障害となつていた、線分
およびシンボルの分離が可能となり、殆んど通常
の論理設計図のまま入力して、回路情報を正確に
取り出すことができ、LSIのCAD設計・製造シス
テムは大幅に高速度化、高精度化される。

【図面の簡単な説明】

第１図は結線情報をなす線分のうち主要なもの
を示す図、第２図は論理回路情報をなすシンボル
のうち主要なものを示す図、第３Ａ図および第３
Ｂ図はそれぞれ本発明の主要部をなす略コ字状の
パターン監視枠を説明するための平面図、第４図
はメモリ内に格納された画像データより第３Ａ図
および第３Ｂ図に示したドツト１、２、３、４…
ほ情報を得る場合に導入される処理例を説明する
ための図、第５図はパターン監視枠と回路パター
ンとの交差態様を種々示す平面図、第６図はパタ
ーン監視枠のスキヤン方法の一例を示す平面図、
第７Ａ図はシンボル固有の第１の性質に基づくシ
ンボル切り出し方法を示す図、第７Ｂ図はシンボ
ル固有の第２の性質に基づくシンボル切り出し方
法を示す図、第８図は本発明の方式を実施するた
めのシステム例を示すブロツク図である。 図において、３１および３３はそれぞれパター
ン監視枠、３２および３４はそれぞれ基点、８１
はMPU、８２はテーブル・メモリ、８３は画像
処理制御回路、８４は画像メモリ、８６は加算
器、８７はパターン判定回路、８８はインターフ
エース回路、８９は図面入力装置である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 論理回路のシンボルと結線の線分とを有する
   回路パターンを含む設計図面より自動的に該回路
   パターンに関する回路情報を抽出して認識するシ
   ステムにおいて、前記設計図面上を順次シフトす
   る略コ字状のパターン監視枠をもつて該設計図面
   上の前記回路パターンをスキヤンし、該パターン
   監視枠と該回路パターンとが交差する交差態様の
   情報と、該パターン監視枠内に分布する回路パタ
   ーンの量に関する情報とを入力として回路情報を
   抽出且つ認識することにより、前記シンボルと前
   記線分とを区別することを特徴とする回路情報認
   識方式。 ２ パターン監視枠を構成する略コ字状部のう
   ち、その垂直部分（進行方向部分）に交差する回
   路パターンが無いときシンボルが存在するものと
   認識する特許請求の範囲第１項記載の方式。 ３ 同一の交差態様を示す回路パターンが存在す
   るとき、パターン監視枠内の回路パターンの量に
   関する情報からシンボルと線分とを区別する特許
   請求の範囲第１項記載の方式。 ４ 設計図面から入力した回路パターン情報に所
   定の演算処理を加えて、パターン監視枠上および
   パターン監視枠内に分布するドツトのデータとな
   す特許請求の範囲第１項記載の方式。 ５ シンボルが存在することを略コ字状のパター
   ン監視枠をもつて認識したとき、さらに該パター
   ン監視枠の枠の大きさを拡大してから再びパター
   ン監視を行い当該シンボルの存在を確認する特許
   請求の範囲第２項記載の方式。 ６ シンボルが存在することを確認したとき、そ
   のみかけ上の線幅が所定の関係で、すなわち小
   大小あるいは小大中の関係で変化すること
   を確認することにより当該シンボルを切り出す特
   許請求の範囲第５項記載の方式。