JPWO2013146276A1 - 電源系統ツリー設計支援システム及び電源系統ツリー設計方法 - Google Patents

Abstract

電源系統ツリー設計装置は、ライブラリから読み出した電源部品シンボルと部品シンボルとを電源系統ツリーの所望の位置に配置する配置部と、電源部品シンボル及び部品シンボルの入出力端子を配線する配線部と、複数の配線配置順序の組合せを算出し、配線相互間の非接続箇所の交差数が最小となる配線配置順序の組合せを抽出する抽出部とを具備する。電源系統ツリーに重複領域が存在する場合、抽出部は重複領域の個数に重み付けを施して配線相互間の非接続箇所の交差数と加算して配線交差数を算出する。或いは、配線部は部品シンボルの位置をシフトして部品シンボルを再配線する。これにより、自動配線における複雑な配線経路に対する操作者の視認性を向上する。

Description

本発明は、コンピュータ設計支援システム（ＣＡＤ）を用いて電源から電気回路素子に電力（電圧、電流）を分配する経路を示す電源系統ツリーの設計支援システム並びに電源系統ツリー設計方法に関する。
本願は、２０１２年３月２８日に日本国に出願された特願２０１２−７３４８１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

従来、電源回路図や電気配線図をコンピュータ設計支援システム（ＣＡＤ）や情報処理システムを用いて作成する技術が開発されており、種々の文献に開示されている。特許文献１は、「回路図の自動配線方式」を開示している。これはＬＳＩ設計においてコンピュータを用いて論理接続記述から複数のネットの位置関係を調整して回路配線を行なう技術である。特許文献２は、「電源回路図の設計システム」を開示している。これは回路設計支援システム（ＣＡＤ）を用いて入力データに応じて部品を自動配置及び自動配線してデータライブラリに基づいて電源回路を設計する技術である。特許文献３は、「配線設計装置」を開示している。これは層間接続路（ＶＩＡ）を用いずにプリント板の配線パターンを設計する技術である。特許文献４は、「電気配線図を作成するためのプロセス」を開示している。これは方程式に従って電気装置の構成要素、接続線、及び接続端子を配置する電気配線図を自動作成する技術である。特許文献５は、「回路図作成支援装置及びプログラム」を開示している。これはライブラリに登録された回路図シートからなる回路図に電源回路図や接地回路図を自動的に追加することにより回路図作成作業の省力化を図る技術である。特許文献６は、「電源サポートＣＡＤ装置」を開示している。これは、ライブラリを用いて基板回路図面における電源名の変更や確認を容易に行なうとともに、ＩＣ個別の電源分割指定を容易にする技術である。特許文献７は、「情報処理装置、電源系統ツリー作成方法およびプログラム」を開示している。これは、ライブラリに登録されたシンボル図の接続関係及び電源系の階層構造に基づいてシンボル図の端子同士を接続して電源系統ツリーを作成する技術である。

特許文献２において、設計画面において複数の電源ポーション（電源接続ピン、アース接続ピン）を電源シンボルとアースシンボルとに配線する場合、同一電圧値に接続される電源ポーションが多い電源シンボルを優先的に表示している。

特許文献７について図１３及び図１４とともに説明する。図１３はネットワークシステム（電源系統ツリー設計支援システム）を示し、図１４は回路図を構成するキー部品のツリー構造を示す。電源系統ツリー設計支援システムは、電源から電気回路素子に電力（電圧、電流）を分配する経路を示す電源系統ツリーを作成するものである。電源系統ツリー設計支援システムは、複数のクライアントＰＣ１１２を包含し、各クライアントＰＣ１１２はＣＡＤプログラムがインストールされたＨＤＤ１１４を具備している。クラインとＰＣ１１２は、ネットワーク１１６を経由してサーバコンピュータ１１８と接続されている。サーバコンピュータ１１８は、電源系統ツリー作成ツール（プログラム）がインストールされたＨＤＤ（不図示）を具備している。図１４は、ＣＰＵ、チップセット、ＨＤＤ、ＦＤＤ、ＤＣ、ＩＣ００１などのキー部品の接続関係情報を示す。電源系統ツリー設計支援システムはＣＡＤプログラムで作成された回路図データを読み込み、電源系統ツリー作成ツールにより電源系統に関するシンボル図（キー部品）や電源ネット階層に基づいて電源系統ツリーを作成する。

特開平４−２５１３８１号公報 特開平１１−３９３７３号公報 特開２００４−２５９２９３号公報 特開２００５−１９６７９４号公報 特開２００５−３０９７５３号公報 特開２００５−３２６９６９号公報 特開２００９−６９８８４号公報

特許文献２及び特許文献７に開示された従来の電源系統ツリー設計支援システムでは、電源供給先の電気回路素子の数が増加し、各電器回路素子に供給される電圧値の数が増大すると、電源供給配線経路が複雑に交差してします。このため、従来の電源系統ツリー設計支援システムにおいて電源系統ツリーを作成する際、当該電源系統ツリーに基づいて回路図及びレイアウト図を作成する際、回路図やレイアウト図と電源系統ツリーとを照らし合わせて検図する際、電源系統ツリーにおいてどのように配線経路が分配されているのかを把握するのに時間がかかる。即ち、従来の電源系統ツリー設計支援システムでは電源系統ツリーの設計時間が長くなり、かつ、複雑な設計工程による設計ミスが発生しやすい。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、電源系統ツリーにおいて相互接続の無い配線経路間の相互交差数を低減する自動配線を実行することにより、複雑な配線経路の視認性を向上するとともに、設計時間の短縮化及び設計ミスの防止を実現する電源系統ツリー設計支援システム及び電源系統ツリー設計方法を提供することを目的とする。

本発明に係る電源系統ツリー設計支援システムは、複数の電源部品シンボル及び複数の部品シンボルを格納するライブラリと、ライブラリから読み出した電源部品シンボルと部品シンボルとを電源系統ツリーの設計図上の所望の位置に配置する配置部と、電源部品シンボルの出力端子と部品シンボルの入力端子とを配線する配線部と、電源部品シンボル及び部品シンボルについて複数の配線配置順序の組合せを算出し、その中から配線相互間の非接続箇所の交差数が最小となる配線配置順序の組合せを抽出する抽出部とを具備する。電源系統ツリー設計支援システムにおいて、抽出部により抽出された配線配置順序の組合せに従って電源部品シンボル及び部品シンボルを配置した電源系統ツリーを作成する。

電源系統ツリー設計支援システムにおいて、配線配置順序の組合せに従って配置した電源部品シンボル及び部品シンボルの配線が相互に重複するような重複領域が存在する場合、抽出部は重複領域の個数に重み付けを施して配線相互間の非接続箇所の交差数と加算して配線交差数を算出し、配線交差数が最小となる配線配置順序の組合せを抽出する。或いは、配線部は重複領域に係る部品シンボルの位置をシフトして電源部品シンボルと再配線する。

本発明に係る電源系統ツリー設計装置は、電源部品シンボルと部品シンボルとを電源系統ツリーの設計図上の所望の位置に配置する配置部と、電源部品シンボルの出力端子と部品シンボルの入力端子とを配線する配線部と、電源部品シンボル及び部品シンボルについて複数の配線配置順序の組合せを算出し、その中から配線相互間の非接続箇所の交差数が最小となる配線配置順序の組合せを抽出する抽出部とを具備する。電源系統ツリー設計装置において、抽出部により抽出された配線配置順序の組合せに従って電源部品シンボル及び部品シンボルを配置した電源系統ツリーを作成する。

電源系統ツリー設計装置において、配線配置順序の組合せに従って配置した電源部品シンボル及び部品シンボルの配線が相互に重複するような重複領域が存在する場合、抽出部は重複領域の個数に重み付けを施して配線相互間の非接続箇所の交差数と加算して配線交差数を算出し、配線交差数が最小となる配線配置順序の組合せを抽出する。或いは、配線部は重複領域に係る部品シンボルの位置をシフトして電源部品シンボルと再配線する。

本発明に係る電源系統ツリー設計方法は、電源部品シンボルと部品シンボルとを電源系統ツリーの設計図上の所望の位置に配置し、電源部品シンボルの出力端子と部品シンボルの入力端子とを配線し、電源部品シンボル及び部品シンボルについて複数の配線配置順序の組合せを算出し、複数の配線配置順序の組合せの中から配線相互間の非接続箇所の交差数が最小となる配線配置順序の組合せを抽出し、抽出された配線配置順序の組合せに従って電源部品シンボル及び部品シンボルを配置した電源系統ツリーを作成する。

電源系統ツリー設計方法において、配線配置順序の組合せに従って配置した電源部品シンボル及び部品シンボルの配線が相互に重複するような重複領域が存在する場合、重複領域の個数に重み付けを施して配線相互間の非接続箇所の交差数と加算して配線交差数を算出し、配線交差数が最小となる配線配置順序の組合せを抽出する。或いは、重複領域に係る部品シンボルの位置をシフトして電源部品シンボルと再配線する。

本発明は、複数の電源部品シンボル及び部品シンボルより構成される電源系統ツリーにおいて配線相互間の非接続箇所の交差数が最小となるような配線配置順序の組合せを抽出して電源系統ツリーを自動配線するようにしたので、複雑な配線経路について操作者の視認性を向上することができ、電源系統ツリーの設計処理において設計ミスの防止及び設計時間の短縮を図ることができる。また、本発明では配線配置順序の組合せに従って配置した電源部品シンボル及び部品シンボルの配線が相互に重複するような重複領域が存在する場合、重複領域の個数に重み付けを施して配線相互間の非接続箇所の交差数と加算して配線交差数を算出し、配線交差数が最小となる配線配置順序の組合せを抽出することもできる。或いは、重複領域に係る部品シンボルの位置をシフトして電源部品シンボルと再配線することもできる。このように、ＣＡＤを用いて複雑な電源系統ツリーを作成する操作者の作業効率を大幅に向上することができる。

本発明の実施例１に係る電源系統ツリー設計支援システムの構成を示すブロック図である。 電源系統ツリー設計支援システムにおける電源系統ツリー設計装置２の具体的構成を示すブロック図である 本発明の実施例１に係る電源系統ツリー設計方法に従って電源系統ツリー設計装置の電源系統図作成部により実行される処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施例１に係る電源系統ツリー設計方法に従って電源系統ツリー設計装置の電源系統図作成部により実行される処理の他の例を示すフローチャートである。 本発明の実施例１に係る電源系統ツリー設計方法に従って電源系統ツリー設計装置の電源系統図作成部により実行される配線経路の生成処理を示すフローチャートである。 本発明の実施例１に係る電源系統ツリー設計方法により作成した設計図の一例を示す回路図である。 図６の設計図において、配線配置順序を列方向に入れ替えた設計図の回路図である。 本発明の実施例１に係る電源系統ツリー設計方法により作成した設計図の他の例を示す回路図である。 本発明の実施例２に係る電源系統ツリー設計方法に従って電源系統ツリー設計装置の電源系統図作成部により実行される配線経路の生成処理を示すフローチャートである。 本発明の実施例２に係る電源系統ツリー設計方法により作成した設計図の一例を示す回路図である。 図１０の設計図において、部品シンボル及び入力端子の配置順序を一部入れ替えた設計図を示す回路図である。 本発明の実施例３に係る電源系統ツリー設計方法に従って電源系統ツリー設計装置の電源系統図作成部により実行される配線経路の生成処理を示すフローチャートである。 従来技術に係る電源系統ツリー設計支援システムの構成を示すブロック図である。 従来技術により作成される回路図を構成するキー部品のツリー構造を示す模式図である。

本発明に係る電源系統ツリー設計支援システム及び電源系統ツリー設計方法について実施例とともに添付図面を参照して説明する。図面中、同一の構成要素には同一の符号を付すものとする。

図１は、本発明の実施例１に係る電源系統ツリー設計支援システム１の構成を示すブロック図である。電源系統ツリー設計支援システム１は、電源部品シンボル（単に、部品シンボル又はシンボルとも称する）Ａ〜Ｆが登録されているライブラリ５０と、電源部品シンボルＡ〜Ｆの配置及び配線を行なう電源系統ツリー設計装置２とを具備する。電源系統ツリー設計装置２は、電源系統ツリー設計プログラムを実行することで、電源部品シンボルＡ〜Ｆを所望の位置に配置する配置部５１と、電源部品シンボルＡ〜Ｆの入出力端子間を配線する配線部５２と、全ての配置配線順序の組合せから配線相互間の非接続箇所の交差数が最小となる組合せを抽出する抽出部５３とを具備する。電源系統ツリー設計装置２は、電源部品シンボルＡ〜Ｆの配線相互間の重なりを抽出し、その配線相互間の重なりを交差数「２」以上に重み付けする方法と、配線相互間の重なりを生じている電源部品シンボルＡ〜Ｆの位置をシフトして配線相互間の重なりを解消する方法のいずれか一方を実施することで電源系統ツリーの視認性を向上する。

図２は、電源系統ツリー設計支援システム１における電源系統ツリー設計装置２の具体的構成を示すブロック図である。電源系統ツリー設計装置２は、部品シンボル形状ライブラリ４０及び電源系統図データライブラリ４１を格納した記憶装置（例えば、メモリ、ＨＤＤ）４２と接続される。電源系統ツリー設計装置２は、入力装置（例えば、キーボード、マウス）、出力装置（例えば、ディスプレイ、プリンタ）、及び演算処理装置（例えば、プロセッサ、データ処理装置）から構成される。具体的には、電源系統ツリー設計装置２はデータ入力部１０（入力装置）、電源系統図作成部２０（演算処理装置）、及び電源系統図データ出漁九部３０（出力装置）を具備する。

部品シンボル形状ライブラリ４０は、電源系統ツリーを構成する部品の形状を格納する。電源系統図データライブラリ４１は、電源系統ツリー設計支援システム１で作成された電源系統ツリーを格納する。尚、部品シンボル形状ライブラリ４０及び電源系統図データライブラリ４１は前記ライブラリ５０に相当する。

電源系統ツリー設計支援システム１の操作者（又は、ユーザ）は、データ入力部１０を用いて電源系統ツリーを作成するのに必要な情報を入力する。電源系統図データ出力部３０は、電源系統ツリー設計支援システム１で作成された電源系統ツリーをディスプレイに表示したり、紙に印刷する。電源系統図作成部２０は、データ入力部１０に対するユーザの入力情報に基づき、部品シンボル形状ライブラリ４０及び電源系統図データライブラリ４１を参照して、電源系統図（又は、電源系統ツリー）を作成する。この電源系統図作成部２０は、図１に示す配置部５１、配線部５２、及び抽出部５３の機能を実現する。

次に、電源系統ツリー設計方法に従って電源系統ツリー設計装置２の電源系統図作成部２０により実行される処理の一例について図３を参照して説明する。
（ステップＳ１０１）
電源系統図作成部２０は、電源系統ツリーに使用する部品シンボルの配置を指示し、配置された部品シンボルを電源系統図データ出力部３０を介してディスプレイに表示する。
（ステップＳ１０２）
電源系統図作成部２０は、部品シンボル出力端子と部品シンボル入力端子間の接続を指示する。
（ステップＳ１０３）
電源系統図作成部２０は、電源系統ツリーを自動生成し、電源系統図データ出力部３０を介して表示する。このとき、電源系統図作成部２０は相互接続されない経路間の相互交差数を低減するように配線経路を自動生成する。
（ステップＳ１０４）
電源系統図作成部２０は、部品シンボルの配置指示及び部品シンボルの接続指示が終了したか否かを判定する。これらの指示が終了していなければ、電源系統図作成部２０はステップＳ１０１〜Ｓ１０３を繰り返す。これらの処理が終了すると、電源系統図作成部２０は図３の処理を終了する。

次に、電源系統ツリー設計方法に従って電源系統ツリー設計装置２の電源系統図作成部２０により実行される処理の他の例について図４を参照して説明する。
（ステップＳ２０１）
電源系統図作成部２０は、電源系統ツリーに使用する部品シンボルの配置を指示し、電源系統図データ出力部３０を介してディスプレイに表示する。
（ステップＳ２０２）
電源系統図２０は、部品シンボル出力端子と、部品シンボル入力端子間の接続を指示する。
（ステップＳ２０３）
電源系統図作成部２０は、接続指示に基づいて配線を自動生成し、電源系統図データ出力部３０を介して表示する。
（ステップＳ２０４）
電源系統図作成部２０は、部品シンボル配置指示及び部品シンボル接続指示が終了したか否かを判定する。これらの指示が終了していなければ、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３を繰り返す。これらの指示を終了すると、フローはステップＳ２０５に移行する。
（ステップＳ２０５）
電源系統図作成部２０は、電源系統ツリーを生成して、電源系統図データ出力部３０を介して表示する。このとき、電源系統図作成部２０は相互接続されない経路間の相互交差数を低減するように配線経路を自動生成する。

次に、電源系統ツリー設計方法に従って電源系統ツリー設計装置２の電源系統図作成部２０により実行される配線経路の生成処理について図５を参照して説明する。
（ステップＳ３０１）
電源系統図作成部２０は、電源系統ツリーとして配置された全ての部品シンボルの入力端子及び出力端子の座標データと、その入力端子及び出力端子間の接続関係データを読み込む。
（ステップＳ３０２）
電源系統図作成部２０は、部品シンボル出力端子からの接続配線に関し、全ての配線配置順序の組合せから配線交差数が最小となる配線配置順序の組合せを抽出する。
（ステップＳ３０３）
電源系統図作成部２０は、抽出した配線配置順序の組合せに基づき電源系統ツリーを表示する。尚、電源系統図作成部２０は配線交差数が最小となる配線配置順序の組合せが複数ある場合には、そのうちの１つを自動選択して表示してもよい。或いは、電源系統図作成部２０は複数の配線配置順序の組合せを表示して、操作者（又はユーザ）にそのうちの１つを選択させるようにしてもよい。

次に、電源系統ツリー設計方法により作成した設計図について図６乃至図８を参照して説明する。電源系統ツリーの設計図では、電源部品シンボルとその他の部品シンボル（電気回路素子）とが行方向及び列方向に配列されている。図６は、電源系統ツリー設計図の一例を示す回路図である。図６において、電源部品シンボル「１２Ｖ→５Ｖ」の出力端子Ｇ１と部品シンボルＡ、Ｃ、Ｄ、Ｆの入力端子Ａ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｆ１とは行方向又は列方向に配線可能であり、配線の方向転換回数が最小となるように部品シンボル間の配線が行なわれる。ここで、配線の分岐点は黒丸で示される。また、電源部品シンボル「１２Ｖ→３．３Ｖ」の出力端子Ｈ１と部品シンボルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの入力端子Ａ２、Ｂ１、Ｃ２、Ｄ２、Ｅ１とも同様に配線される。電源部品シンボル「１２Ｖ→５Ｖ」の出力端子Ｇ１から延出する配線と電源部品シンボル「１２Ｖ→３．３Ｖ」の出力端子Ｈ１から延出する配線とが相互に交差しており、両者は交差点１０１、１０２、１０３で交差しており、配線交差数は「３」となっている。尚、配線間の交差点は非接続箇所であり、設計図上の線間においてのみ交差している。

電源系統ツリーの設計図において、配線配置順序は列方向で入れ替え可能である。図６の設計図の配線配置順序を列方向に入れ替えた場合の設計図を図７に示す。図７の設計図は図６の設計図と同一の配線関係を有しているが、電源部品シンボル「１２Ｖ→５Ｖ」の出力端子Ｇ１から延出する配線と電源部品シンボル「１２Ｖ→３．３Ｖ」の出力端子Ｈ１から延出する配線とが列方向に入れ替えられており、両者は交差点１０４、１０５、１０６、１０７、１０８で交差しており、配線交差数は「５」である。配線交差数の観点では、図７の設計図に比べて図６の設計図が最小の配線交差数となる。

図８は、電源系統ツリー設計図の他の例を示す。図８の設計図は、図６の設計図に比べて部品シンボルＢを除外しており、電源部品シンボル「１２Ｖ→５Ｖ」の出力端子Ｇ１は部品シンボルＡ、Ｃ、Ｄ、Ｅの入力端子Ａ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１と配線され、電源部品シンボル「１２Ｖ→３．３Ｖ」の出力端子Ｈ１は部品シンボルＡ、Ｃ、Ｄ、Ｆの入力端子Ａ２、Ｃ２、Ｄ２、Ｆ１と配線されている。また、部品シンボルＡが電源部品シンボル「１２Ｖ→３．３Ｖ」と同じ行座標となっており、電源部品シンボル「１２Ｖ→５Ｖ」の出力端子Ｇ１から延出する配線と電源部品シンボル「１２Ｖ→３．３Ｖ」の出力端子Ｈ１から延出する配線とが交差せずに一部重複することとなる。即ち、図６の設計図に比べて図８の設計図では、電源部品シンボル「１２Ｖ→５Ｖ」の出力端子Ｇ１から延出する配線と電源部品シンボル「１２Ｖ→３．３Ｖ」の出力端子Ｈ１から延出する配線とが交差点１０２、１０３で交差しており、両者間の配線交差数は「２」となるが、両者間の重複領域２０１が発生することとなる。

この配線配置順序に対応すべく、電源系統図作成部２０は下記の処理方法のうち少なくとも一方を実施する。第１の処理方法では、重複領域の個数に対して交差点の個数に付与される重み係数よりも大きい重み係数を乗じて加算することにより配線交差数を算出する。つまり、電源系統図作成部２０は「（交差点の個数）×（第１の重み係数）＋（重複領域の個数）×（第２の重み係数）」（ここで、第２の重み係数＞第１の重み係数）により配線交差数を算出する。例えば、第１の重み係数が「１」であり、第２の重み係数が「２」の場合、図８の設計図における配線交差数は「４」となる。

第２の処理方法では、設計図に重複領域が存在する場合、重複領域に係る電源部品シンボル又は部品シンボルのいずれか一方について行座標を上方向又は下方向にシフトすることにより、重複領域を解消する。

第３の処理方法では、電源系統図作成部２０は重要な配線系統ほど配線交差数が少なくなるように配線系統毎の交差点の個数に配線系統の重要度に応じた重み係数を乗じて加算することで配線交差数を算出する。配線交差数が最小となる配線配置順序が複数ある場合には、電源系統図作成部２０はそのうちの１つを自動選択して表示してもよい。或いは、複数の配線配置順序を表示して電源系統ツリー設計装置２の操作者（又はユーザ）に所望の配線配置順序を選択させてもよい。

本発明の実施例１に係る電源系統ツリー設計支援システム１によれば、電源系統ツリー設計装置２の電源系統図作成部２０は全ての配線配置順序の組合せから重複領域の発生を抑制しつつ、配線相互間の非接続箇所の交差数が最小となる配線配置順序の組合せを抽出して、電源系統ツリーを表示する。このように、配送相互間の非接続箇所の交差数が最小となる配線配置順序の組合せを選択しているため、設計図上の複雑な配線経路が簡素化され、操作者の視覚上どのように配線経路が接続されているのか容易に認識することができ、電源系統ツリー作成時の設計ミスを低減することができる。

電源系統ツリー設計装置２の電源系統図作成部２０において重要な配線系統ほど配線交差数が少なくなるように交差点の個数や重複領域の個数に対する重み付け係数を決定することにより、重複領域を低減した配線配置順序の組合せを選択することが可能となる。

電源系統ツリー設計装置２の電源系統図作成部２０において電源部品シンボル及び部品シンボルに対する配置指示及び接続指示が完了した後、配線相互間の非接続箇所の交差数が最小となる電源系統ツリーを表示するため、簡潔で見易い配線経路が生成されることとなる。

電源系統ツリー設計装置２の電源系統図作成部２０において、新たな部品シンボルに対する接続指示が発せられる度に配線相互間の非接続箇所の交差数が最小となる電源系統ツリーを表示するため、複雑な配線経路を解消して簡潔で見易い配線経路が生成されることとなる。

電源系統ツリー設計装置２の電源系統図作成部２０において、配線相互間の非接続箇所の交差数が最小となる配線配置順序の組合せが複数ある場合、そのうちの１つを自動選択して表示したり、複数の配線配置順序の組合せから操作者（又はユーザ）に所望の配線配置順序の組合せを選択させて表示することが可能である。

電源系統ツリー設計装置２の電源系統図作成部２０において、全ての配線配置順序の組合せから配線相互間の非接続箇所の交差数が最小となる組合せを抽出して電源系統ツリーを表示するため、複雑な配線経路が簡素化され、操作者の視覚上どのように配線経路が接続されているのかを容易に認識することができ、電源系統ツリーの設計図作成時の設計ミスを低減することができる。

また、電源系統ツリー設計プログラムをコンピュータにおいて実行することにより、実施例１に係る電源系統ツリー設計支援システム１の機能を実現するようにしてもよい。この電源系統ツリー設計プログラムにより全ての配線配置順序の組合せから配線相互間の非接続箇所の交差数が最小となる組合せを抽出して電源系統ツリーをディスプレイに表示するため、複雑な配線経路が簡素化され、操作者の視覚上どのように配線経路が接続されているのかを容易に認識することができ、電源系統ツリーの設計図作成時の設計ミスを低減することができる。

次に、本発明の実施例２に係る電源系統ツリー設計支援システムについて説明する。実施例２では、実施例１と同様の電源系統ツリー設計支援システム１及び電源系統ツリー設計装置２を適用しているが、電源系統ツリー設計装置２の電源系統図作成部２０により実行される配線経路の生成処理について異なっている。即ち、実施例２に係る電源系統ツリー設計装置２の電源系統図作成部２０は図５の処理に代えて図９の処理を採用している。

図９に示す配線経路の生成処理について説明する。
（ステップＳ４０１）
電源系統ツリー設計装置２の電源系統図作成部２０は、設計図上で配置された全ての電源部品シンボル及び部品シンボルの入力端子及び出力端子の座標データと、入力端子及び出力端子間の接続関係データを読み込む。尚、配線配置順序が座標データ及び接続関係データに基づいて一意に決まるような規則が予め設定されている。
（ステップＳ４０２）
電源系統図作成部２０は、電源部品シンボルの出力端子の接続配線に関する全ての部品シンボル及び入出力端子の配置順序の組合せから、配線交差数が最小となる部品シンボル及び入出力端子の配置順序の組合せを抽出する。
（ステップＳ４０３）
電源系統図作成部２０は、ステップＳ４０２において抽出された部品シンボル及び入出力端子の配置順序の組合せに基づいて電源系統ツリーを生成して表示する。

次に、本発明の実施例２に係る電源系統ツリー設計方法により作成した設計図について図１０及び図１１を参照して説明する。前述の実施例１の設計図（図６乃至図８）と同様に、電源部品シンボルと部品シンボルとは行方向及び列方向に配線可能であり配線の方向転換回数が最小となるように配線されている。図１０は、電源系統ツリーの設計図の一例を示しており、電源部品シンボル「１２Ｖ→５Ｖ」の出力端子Ｇ１は部品シンボルＡ、Ｃ、Ｄ、Ｆの入力端子Ａ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｆ１と接続され、電源部品シンボル「１２Ｖ→３．３Ｖ」の出力端子Ｈ１は部品シンボルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの入力端子Ａ２、Ｂ１、Ｃ２、Ｄ２、Ｅ１と接続される。ここで、電源部品シンボル「１２Ｖ→５Ｖ」の出力端子Ｇ１から延出する配線と電源部品シンボル「１２Ｖ→３．３Ｖ」の出力端子Ｈ１から延出する配線とが交差点１０１、１０２、１０３において交差しており、配線交差数は「３」となる。

図１０の設計図において、電源部品シンボル、部品シンボル及び入出力端子の配置順序を入れ替えた場合の組合せは下記のように算出される。
（１）電源部品シンボル「１２Ｖ→５Ｖ」、「１２Ｖ→３．３Ｖ」の入れ替えの組合せは２通りとなる。
（２）部品シンボルＡ〜Ｆの入れ替えの組合せは１２０通りとなる。
（３）部品シンボルＡの入力端子Ａ１、Ａ２、部品シンボルＣの入力端子Ｃ１、Ｃ２、及び部品シンボルＤの入力端子Ｄ１、Ｄ２の入れ替えの組合せは８通りとなる。

従って、図１０の設計図において全ての電源部品シンボル、部品シンボル及び入出力端子の配置順序の組合せは、「２×１２０×８＝１９２０」通りとなる。即ち、電源系統図作成部２０は１９２０通りの配線配置順序の組合せから、配線交差数が最小となる電源部品シンボル、部品シンボル及び入出力端子に係る配線配置順序の組合せを抽出する。

図１１は、図１０の設計図において部品シンボルＤ、Ｅの行座標を入れ替えるとともに、部品シンボルＤの入力端子Ｄ１、Ｄ２の行座標を入れ替えて作成した設計図を示す。図１１の設計図では、電源部品シンボル「１２Ｖ→５Ｖ」の出力端子Ｇ１から延出する配線と電源部品シンボル「１２Ｖ→３．３Ｖ」の出力端子Ｈ１から延出する配線とは交差点１０１、１０２で交差しており、配線交差数は「２」となる。即ち、図１１の設計図は図１０の設計図に比べて配線交差数が最小となる組合せを示している。

図１１の設計図において、図８と同様に、部品シンボルＡを電源部品シンボル「１２Ｖ→３．３Ｖ」と同じ行座標に配置した場合、電源部品シンボル「１２Ｖ→５Ｖ」の出力端子Ｇ１から延出する配線と電源部品シンボル「１２Ｖ→３．３Ｖ」の出力端子Ｈ１から延出する配線とが一部交差せず、部品シンボルＡとの接続において重複領域が発生する。この場合、実施例１と同様に、電源系統図作成部２０は重複領域の個数に対して交差点の個数に付与される重み係数よりも大きい重み係数を乗じて加算することにより配線交差数を算出する。つまり、重複領域の個数を交差数「２」以上に相当するように重み付けを行なって、交差点１０１、１０２の個数「２」に加算して、配線交差数を算出する。或いは、設計図に重複領域が存在する場合、電源系統図作成部２０は重複領域に係る電源部品シンボル又は部品シンボルのいずれか一方について行座標を上方向又は下方向にシフトすることにより、重複領域を解消する。更に、電源系統図作成部２０は重要な電源系統ほど配線交差数が少なくなるように重複領域に対する重み付けを大きくするようにしてもよい。

また、電源系統ツリー設計プログラムをコンピュータにおいて実行することにより、実施例２に係る電源系統ツリー設計支援システム１の機能を実現するようにしてもよい。この電源系統ツリー設計プログラムにより全ての配線配置順序の組合せから配線相互間の非接続箇所の交差数が最小となる組合せを抽出して電源系統ツリーをディスプレイに表示するため、複雑な配線経路が簡素化され、操作者の視覚上どのように配線経路が接続されているのかを容易に認識することができ、電源系統ツリーの設計図作成時の設計ミスを低減することができる。

次に、本発明の実施例３に係る電源系統ツリー設計支援システムについて説明する。実施例３では、実施例１と同様の電源系統ツリー設計支援システム１及び電源系統ツリー設計装置２を適用しているが、電源系統ツリー設計装置２の電源系統図作成部２０により実行される配線経路の生成処理について異なっている。即ち、実施例３に係る電源系統ツリー設計装置２の電源系統図作成部２０は図５の処理に代えて図１２の処理を採用している。

図１２に示す配線経路の生成処理について説明する。
（ステップＳ５０１）
電源系統ツリー設計装置２の電源系統図作成部２０は、設計図上で配置された全ての電源部品シンボル及び部品シンボルの入力端子及び出力端子の座標データと、入力端子及び出力端子間の接続関係データを読み込む。
（ステップＳ５０２）
電源系統図作成部２０は、電源部品シンボルの出力端子の接続配線に関する全ての配線配置順序の組合せから配線交差数が最小となる配線配置順序の組合せを抽出する。
（ステップＳ５０３）
電源系統図作成部２０は、電源部品シンボルの出力端子の接続配線に関する全ての部品シンボル及び入出力端子の配置順序の組合せから、配線交差数が最小となる部品シンボル及び入出力端子の配置順序の組合せを抽出する。
（ステップＳ５０４）
電源系統図作成部２０は、ステップＳ５０２において抽出された配線配置順序の組合せ、ステップＳ５０３において抽出された部品シンボル及び入出力端子の配置順序の組合せに基づいて電源系統ツリーを生成して表示する。

ステップＳ５０４において、配線交差数が最小となる配線配置順序の組合せ、配線交差数が最小となる部品シンボル及び入出力端子の配置順序の組合せが複数ある場合、電源系統図作成部２０はそのうちの１つを自動選択して表示してもよい。或いは、複数の配線配置順序の組合せ及び複数の配置順序の組合せを表示して、操作者（又はユーザ）に選択させるようにしてもよい。図１２において、ステップＳ５０２とステップＳ５０３の順序を入れ替えてもよい。この場合、ステップＳ５０１で読み込んだ座標データ及び接続関係データに基づいて配線配置順序が一意にきまるような規則を設定してもよい。

実施例３に係る電源系統ツリー設計支援システム１によれば、相互接続のない配線間の交差数が最小となるような配線配置順序の組合せに加えて、相互接続の無い配線間の交差数が最小となるような部品シンボル及び入出力端子の配置順序の組合せを抽出しているため、複雑な配線経路を簡素化することができ、操作者の視覚上どのように配線経路が接続されているのかを容易に認識することができ、電源系統ツリーの設計処理において設計ミスを低減することができる。また、電源系統ツリーの設計処理において相互接続のない配線経路間の交差数を低減するような自動配線により、複雑な配線経路に対する操作者の視認性を向上することができ、設計ミスの防止や設計時間の短縮を図ることができる。

本発明に係る電源系統ツリー設計支援システム及び電源系統ツリー設計方法は実施例１乃至実施例３に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲により定義される発明の範囲内における種々の変更を包含するものである。

本発明は、コンピュータ設計支援システム（ＣＡＤ）を操作者（又はユーザ）の観点から改善する技術を提供するものであり、複数の電源部品シンボルと複数の部品シンボルとを接続して構成される電源系統ツリーの設計処理において配線相互間の非接続箇所の交差数が最小となる配線配置順序の組合せを自動選択して、視覚性及び視認性を向上した設計図を生成して表示することができ、設計ミスの低減や設計時間の短縮を図ることができる。本発明は、電源系統ツリーを含む全ての電気回路の設計処理に適用しうるものであり、例えば、通信機器や情報処理装置などの電気機器の回路設計において操作者の支援を行なうことができる。

１ 電源系統ツリー設計支援システム
２ 電源系統ツリー設計装置
１０ データ入力部
２０ 電源系統図作成部
３０ 電源系統図データ出力部
４０ 部品シンボル形状ライブラリ
４１ 電源系統図データライブラリ
４２ 記憶装置
５０ ライブラリ
５１ 配置部
５２ 配線部
５３ 抽出部
Ａ〜Ｆ 部品シンボル

Claims (15)

1. 複数の電源部品シンボル及び複数の部品シンボルを格納するライブラリと、
   前記ライブラリから読み出した電源部品シンボルと部品シンボルとを電源系統ツリーの設計図上の所望の位置に配置する配置部と、
   電源部品シンボルの出力端子と部品シンボルの入力端子とを配線する配線部と、
   電源部品シンボル及び部品シンボルについて複数の配線配置順序の組合せを算出し、その中から配線相互間の非接続箇所の交差数が最小となる配線配置順序の組合せを抽出する抽出部とを具備し、
   前記抽出部により抽出された配線配置順序の組合せに従って電源部品シンボル及び部品シンボルを配置した電源系統ツリーを作成するようにした電源系統ツリー設計支援システム。
2. 前記抽出部は、配線配置順序の組合せに従って配置した電源部品シンボル及び部品シンボルの配線が相互に重複するような重複領域が存在する場合、重複領域の個数に重み付けを施して配線相互間の非接続箇所の交差数と加算して配線交差数を算出し、配線交差数が最小となる配線配置順序の組合せを抽出するようにした請求項１記載の電源系統ツリー設計支援システム。
3. 前記配線部は、配線配置順序の組合せに従って配置した電源部品シンボル及び部品シンボルの配線が相互に重複するような重複領域が存在する場合、重複領域に係る部品シンボルの位置をシフトして電源部品シンボルと再配線するようにした請求項１記載の電源系統ツリー設計支援システム。
4. 前記抽出部は、電源系統ツリーに含まれる全ての電源部品シンボル、部品シンボル、入力端子及び出力端子に対する配置順序の組合せの中から配線相互間の非接続箇所の交差数が最小となる配置順序の組合せを抽出するようにした請求項１記載の電源系統ツリー設計支援システム。
5. 前記抽出部は、複数の配線配置順序の組合せ、並びに電源系統ツリーに含まれる全ての電源部品シンボル、部品シンボル、入力端子及び出力端子に対する配置順序の組合せの中から、配線相互間の非接続箇所の交差数が最小となる配線配置順序の組合せ及び配置順序の組合せを抽出するようにした請求項１記載の電源系統ツリー設計支援システム。
6. 前記抽出部は、電源系統ツリーに含まれる複数の配線系統のうち重要な配線系統ほど交差数に高い重み付けを施して配線交差数を算出するようにした請求項１記載の電源系統ツリー設計支援システム。
7. 前記抽出部は、電源部品シンボル及び部品シンボルの配置指示と、電源部品シンボルの出力端子と部品シンボルの入力端子との接続指示が完了した後、配線相互間の非接続箇所の交差数が最小となる配線配置順序の組合せを抽出するようにした請求項１記載の電源系統ツリー設計支援システム。
8. 前記抽出部は、新たに電源部品シンボルの出力端子と部品シンボルの入力端子との間の接続指示が発生する度に、複数の配線配置順序の組合せを再計算し、その中から配線相互間の非接続箇所の交差数が最小となる配線配置順序の組合せを抽出するようにした請求項１記載の電源系統ツリー設計支援システム。
9. 前記抽出部は、複数の配線配置順序の組合せを出力し、操作者に所望の配線配置順序の組合せを選択させるようにした請求項１記載の電源系統ツリー設計支援システム。
10. 電源部品シンボルと部品シンボルとを電源系統ツリーの設計図上の所望の位置に配置する配置部と、
    電源部品シンボルの出力端子と部品シンボルの入力端子とを配線する配線部と、
    電源部品シンボル及び部品シンボルについて複数の配線配置順序の組合せを算出し、その中から配線相互間の非接続箇所の交差数が最小となる配線配置順序の組合せを抽出する抽出部とを具備し、
    前記抽出部により抽出された配線配置順序の組合せに従って電源部品シンボル及び部品シンボルを配置した電源系統ツリーを作成するようにした電源系統ツリー設計装置。
11. 前記抽出部は、配線配置順序の組合せに従って配置した電源部品シンボル及び部品シンボルの配線が相互に重複するような重複領域が存在する場合、重複領域の個数に重み付けを施して配線相互間の非接続箇所の交差数と加算して配線交差数を算出し、配線交差数が最小となる配線配置順序の組合せを抽出するようにした請求項１０記載の電源系統ツリー設計装置。
12. 前記配線部は、配線配置順序の組合せに従って配置した電源部品シンボル及び部品シンボルの配線が相互に重複するような重複領域が存在する場合、重複領域に係る部品シンボルの位置をシフトして電源部品シンボルと再配線するようにした請求項１０記載の電源系統ツリー設計装置。
13. 電源部品シンボルと部品シンボルとを電源系統ツリーの設計図上の所望の位置に配置し、
    電源部品シンボルの出力端子と部品シンボルの入力端子とを配線し、
    電源部品シンボル及び部品シンボルについて複数の配線配置順序の組合せを算出し、
    複数の配線配置順序の組合せの中から配線相互間の非接続箇所の交差数が最小となる配線配置順序の組合せを抽出し、
    抽出された配線配置順序の組合せに従って電源部品シンボル及び部品シンボルを配置した電源系統ツリーを作成するようにした電源系統ツリー設計方法。
14. 配線配置順序の組合せに従って配置した電源部品シンボル及び部品シンボルの配線が相互に重複するような重複領域が存在する場合、重複領域の個数に重み付けを施して配線相互間の非接続箇所の交差数と加算して配線交差数を算出し、配線交差数が最小となる配線配置順序の組合せを抽出するようにした請求項１３記載の電源系統ツリー設計方法。
15. 配線配置順序の組合せに従って配置した電源部品シンボル及び部品シンボルの配線が相互に重複するような重複領域が存在する場合、重複領域に係る部品シンボルの位置をシフトして電源部品シンボルと再配線するようにした請求項１３記載の電源系統ツリー設計方法。

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