KR100199009B1 - 목표지향 미로탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 및 전자 산업 기술에 있어서 인쇄회로기판(PCB : Printed Circuit Board)의 설계에 있어 가장 중요한 과정의 하나인 자동 배선기에 관한 것으로서, 특히 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선방법에 관한 기술이다.

종래 인쇄회로기판 배선작업은 수작업으로 이루어져 왔고, 기존의 전자적인 인쇄회로기판 설계는 대부분 이러한 전문가의 수작업을 도와주는 수준의 CAD시스템 이었다.

설사 자동화된 배선 설계의 도구가 있더라도 대부분 연결 완성도에 치중해서 실제 제작시 오동작하는 예가 빈번하여 전반적으로 제작 기간의 연장과 비용의 과다를 유도하는 특성이 있다.

이러한 이유는 실제 인쇄회로기판상에 배치되는 부품들의 전기, 전자적 특성 등을 반영하지 않은 배선 과정에 기인한다.

따라서, 아직까지 수작업을 대체할만한 자동 배선기는 한계가 있는 것이다.

본 발명은 채널의 구축 및 최단 경로의 산출로 이루어지는 전처리 단계와, 전역 배선 및 미세 배선으로 이루어지는 배선 처리단계를 실행하여 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판의 자동 배선방법을 제공한다.

Description

목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선방법

제1도는 인쇄회로기판의 자동 배선을 위한 배선 소프트웨어의 개요도.

제2도는 인쇄회로 기판의 물리적인 배선 목표의 설정과 배선 대상별 유형 및 관련 도면.

제3도는 배선 전처리시 처리되는 배선 채널의 구축 과정과 최단 경로 탐색을 나타내며,

제3a도는 레벨0의 채널 정의에 따른 채널 구성도.

제3b도는 레벨 증가에 따른 채널 확장의 개념도.

제3c도는 제2도의 전체 인쇄회로기판을 대상으로 채널 구축한 결과 도면.

제3d도는 채널 구축에 따른 최단 경로의 산출도.

제3e도는 채널 구축에 따른 이웃 채널의 정의를 나타낸 도면.

제4a도는 레벨0의 채널에 대한 초기 혼잡도 및 배선 우선 순위를 정의한 도면.

제4b도는 각각의 배선 그룹에 대한 경계 사각형의 정의 및 채널내의 배선 우선 순위를 정의한 도면.

제5a도는 인쇄회로기판의 배선 영역의 정의를 나타낸 도면.

제5b도는 배선 그룹별 상대적 위치에 따른 배선 방향 설정도.

제6도는 표면 실장 부품에 대한 가상 격자의 설정도.

제7도는 표면 실장 부품 및 커넥터 부품에 대한 팬아웃의 개념과 리드 추출도.

제8a도는 배선 그룹의 정의 및 배선, 마이터링(Mitring)에 따른 배선 결과도.

제8b도는 마이터링의 유형별 배선 시도 및 그 결과도.

제9a도는 기판의 경계부에서의 세그먼트 쇼브(Shove) 시도 및 그 결과도.

제9b도는 채널간 세그먼트 집중화 쇼브 시도 및 그 결과도.

제10도는 커넥터 부품에서의 배선 전략에 따른 배선 결과도.

제11도는 n차 펜스(Fence)확장의 개념도.

제12a도는 미로 탐색의 차기 방문 셀의 결정을 나타낸 도면.

제12b도는 출발점 및 목표점 설정에 따른 기판상에서의 배선 전략 수립 개념도.

제12c도는 목표 지향 미로 탐색에 있어서의 방향 전환 개념도.

제13a도는 수평선상에 있는 배선 목표 그룹에 대한 배선시도에 따른 종래 기법에서의 배선 실패 요인 분석도.

제13b도는 목표 지향 미로 탐색의 휴리스틱 배선 결과도.

제14도는 배선 채널의 확보에 따른 펜스 설치의 개념도로서,

제14a도는 허용 높이 d를 유지하는 수평선상 배선그룹에 대한 펜스 구축도.

제14b도는 가로축 허용 길이 d1, 세로축 허용길이 d2를 유지하는 배선 그룹에 대한 펜스 구축도.

제14c도는 허용 길이 d를 유지하는 수평선상 또는 수직선상 배선 그룹에 대한 펜스 구축도.

제14d도는 유각 펜스 구축도.

제15도는 세그먼트 굴곡의 제거도.

제16도는 비어 설정을 위한 주변 그리드 탐색도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101 : 배선 라이브러리 102 : 배선 전략 수립단계

103 : 전원, 접지 클럭 배선단계 104 : 커넥터 핀 배선단계

105 : 복잡한 부분 배선단계 106 : 단일/기타 목표물 배선단계

107 : 최단 경로 제어단계 108 : 단층 전력 배선단계

109 : 다층 전역 배선단계 110 : 유연화 처리단계

111 : 세그먼트 쇼브단계 112 : 팬아웃 제어단계

113 : 경계구역 제어단계 114 : 채널 구축단계

본 발명은 전기 및 전자 산업 기술에 있어서 인쇄회로기판(PCB : Printed Circuit Board)의 설계에 있어 가장 중요한 과정의 하나인 자동 배선기에 관한 것으로서, 특히 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판자동 배선 방법에 관한 기술이다.

특히, 본 발명은 채널의 구축 및 최단 경로의 산출로 이루어지는 전처리 단계와, 전역 배선 및 미세 배선으로 이루어지는 배선 처리 단계를 실행하여 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선방법을 구현하는 기술이다.

[배경기술]

제1도에서는 인쇄회로기판의 설계에서 생산까지의 과정을 간략히 도시하고 있다.

인쇄회로기판의 기능이나 성능에 대한 사양서가 주어지면 논리적인 시뮬레이션과 검증을 통해 실제 동작할 인쇄회로기판의 회로도를 작성한 다음, 사용되는 부품별로 전기, 전자적인 신호 전달 체계를 확정하는 게이트 할당을 거쳐 기판상에 부품을 배치하게 되는데 이를 통상 스키매틱(Schematic)이라고 한다.

인쇄 회로기판의 설계는 스키매틱 회로를 입력받아, 부품 사이에 연결된 신호선을 실제 기판위에 그리는 과정이다.

우선, 기판위에 부품을 적절하게 배치하고 기판의 제한된 영역안에서 다른 신호선과 겹치지 않도록 설계해야 한다.

또한 신호의 간섭, 층과 층을 연결하는 비어의 최소화, 신호지연 방지 등의 요소를 고려해야 하므로 전문가가 아니면 좋은 배선 결과를 기대하기 어렵다.

그렇기 때문에 대부분 배선작업은 수작업으로 이루어져 왔고, 기존의 전자적인 인쇄회로기판 설계는 대부분 이러한 전문가의 수작업을 도와주는 수준의 CAD(Computer Aided Design) 시스템이었다.

설사 자동화된 배선설계의 도구가 있더라도 대부분 연결 완성도에 치중해서 실제 제작시 오동작하는 예가 빈번하여 전반적으로 제작 기간의 연장과 비용의 과다를 유도하는 특성이 있다.

이러한 이유는 실제 인쇄회로기판상에 배치되는 부품들의 전기, 전자적 특성 등을 반영하지 않은 배선 과정에 기인한다.

따라서, 아직까지 수작업을 대체할만큼 자동 배선기는 한계가 있는 것이다.

자동 배선기의 가장 주요한 목표는 수동 배선 전문가의 배선 과정이나 지식을 적절히 컴퓨터상에 구현하는 것이며, 아울러 부품 상호간의 전기, 전자적인 영향 및 효과를 종합적으로 고려해서 배선을 수행하도록 하는 것이다.

그러나, 종래의 자동 배선은 지나치게 현재 시점의 배선 목표물(또는 넷)에 대한 배선 완성도만을 고려하여, 하나의 완성된 배선 패턴이 기판상에서 지역적으로 또는 신호적으로 밀접한 관련이 있는 다른 배선 목표에 대해 미치는 영향을 고려하지 못함으로써, 전반적인 배선 최적성이 보장되지 않으며 또한 배선 완성도가 낮은 것이 사실이다.

일반적으로 배선 시도는 기판을 일정하고도 미세한 격자(그리드) 구조로 구분하고 신호선, 즉 배선 패턴이 이러한 격자를 따라 배치되는 그리드상에만 위치하도록 하는 방식과, 그리드 구조를 무시하고 단지 기판상의 목표물의 지리적인 위치에 대한 정보를 이용해서 배선을 시도하는 방법이 알려져 있다.

본 발명에서는 기본적으로 격자 구조에 근거한 방법으로서, 2차 원으로 구성된 2층 이상의 적층 구조를 갖는 기판상에서 다른 신호선이나 부품을 피하여 최적의 배선 패턴을 선택하도록 하고 있다.

본 발명의 목적은 자동 배선에서 가장 중요한 수동 배선 전문가의 지식이나 과정을 적절히 정리 및 알고리즘화하여 컴퓨터의 정보처리 모델로 전환하는 것이다.

즉, 수동 배선 전문가의 노하우를 분석해서 컴퓨터에서 처리할 수 있는 형태의 지식 및 규칙으로 표현하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 다양한 유형의 기판에 능동적으로 대처하도록 하는, 즉 기판의 크기, 모양, 층수, 사용되는 부품의 유형등에 사용자의 개입없이 능동적으로 대처하도록 함과 동시에, 배선 완성도와 제작시의 오류를 최소화하도록 보장되는 양호한 배선 결과를 도출하는 자동 배선기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 전역배선(global rounting)과 미세 배선(detailed rounting)의 관점에서 전체적인 배선 완성도 제고는 물론, 개개의 배선 목표에 대한 배선 스케쥴과 영역 분할을 통해, 현재 배선 목표의 배선후에 나타나는 영향을 사전에 고려하고, 전체 기판 위에 배선 패턴이 거의 균등하게 분포하도록 함으로써 배선 명목현상을 줄이고 배선의 최적성을 개선하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적으로서, 수동 배선의 가장 중요한 특성은 부품과 부품간, 또는 기판상의 특정 지역과 지역간에 형성되는 2개 이상의 다발 배선이 가장 중요한 의미를 지니는데, 주로 데이타 버스(Data Bus)나 어드레스 버스(Address Bus)등이 해당되는 바, 통상 이러한 다발 패턴의 해결이 인쇄회로기판 배선 완성도의 핵심이 된다.

그러므로, 본 발명에서는 이러한 인쇄회로기판상에서의 다발 패턴의 발견과 스케쥴을 자동화해서 수동 배선에 근접한 배선 효과를 도모하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또다른 목적은 미세 배선 단계에 있어서, 목표지향 미로 배선 기법을 통해 주변 여건에 따라 능동적으로 배선 패턴의 진행을 스케쥴링하고 제어하는 새로운 배선 기법을 제시하여, 공간 운영의 효율화 및 배선 완성도를 높이는데 있다.

본 발명의 또다른 목적을 표면 실장 부품(SMC : Surface Mount Component), 핀 그리드 어레이 부품(PGA : Pin Grid Array), 커넥터 부품(Connector Component)등의 특수 배선 목표, 비어 최소화, T-형 접합, 마이터링(Mitring)등의 특수 배선 기법들을 위한 라이브러리를 구축해서 배선 전후에 발생하는 배선 패턴의 최적상과 유연화를 도모하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선기는 제1도에서와 같이 두개의 주요한 소프트웨어 구조로 되어 있는데, 다양한 배선 기법들을 구현한 배선 라이브러리(Library)(101)와 이러한 배선 라이브러리를 이용해서 배선 전략에 따라 배선을 수행하는 자동 배선기가 그것이다.

배선 전략의 수립단계(102)로서, 전원과 접지, 클럭 등의 배선 단계(103), 커넥터 핀배선 단계(104), 복잡한 부분의 배선 단계(105), 단일/기타 목표물 배선단계(106), 최단 경로의 제어단계(107), 단층 전역 배선단계(108), 다층 전역 배선단계(109), 유연화 처리단계(110), 세그먼트 쇼브단계(111), 팬아웃 제어단계(112), 채널 구축단계(114), 경계구역 제어단계(113) 등이 이루어진다.

상기의 목적을 달성하는 본 발명의 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선방법은 다음의 수순으로 이루어진다.

칩 또는 부품을 구성하는 모든 핀을 포함할 수 있는 직사각형에 대해 상하 좌우로 각각 소정 갯수의 그리드를 포함하는 영역으로 분할해서 채널을 구축하는 채널 구축 단계와 상기 채널 구축 단계에서 만들어진 채널들을 대상으로 연결하여야 하는 대상인 각 핀의 쌍에 대해 지리적으로 중간 단계에 있는 각 채널을 경유하는 경로중에서 최적인 것을 탐색하는 최적 경로 산출단계와 전체적인 의미의 배선 스케쥴을 수립하는 전역 배선단계와 상기 전역 배선 단계에 따라 세부적인 배선 스케쥴을 수립하는 미세 배선 단계와 상기 배선 단계에서 하나의 커넥션에 대해 배선이 끝나게 되면 층의 전환이나 필요없는 굴곡이 형성되어 있는 부분의 직선화 또는 세그먼트의 수를 줄여주는 배선 후처리 단계와 마이터링과 세그먼트 쇼브의 방법으로 패턴 유연화를 수행하는 미세 배선 관련 유연화 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 목표지향 미로탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선방법이다.

또한 본 발명은, 상기의 채널 구축에 있어 칩 또는 부품이 차지하는 공간과 이들 간에 발생하는 여유 공간을 최대한으로 활용해서, 공간 이용도의 최적성과 배선 완성도 제고를 위해 0, 1, 2의 레벨로 분할해서 4단계로 채널을 구축함에 따라 인쇄회로기판 전체를 분할하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기의 최적 경로를 산출함에 있어 채널 구축단계에서 만들어진 채널들을 대상으로 각 채널의 혼잡도에 대한 정보와 맨해턴 거리를 이용해서 연결되어야 하는 핀의 쌍에 대해 최적 경로를 산출하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 전역 배선에 있어 그 배선 단계를 4단계로 분할해서, (a) 전원 및 접지, 클럭 라인과 관련된 배선의 처리를 수행하고, (b) 커텍터 핀의 배선, 세 번째로 복잡한 부분의 배선, (c) 나머지의 독립된 배선 또는 비다발 연결선을 배선하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기의 레벨 0에 해당하는 채널의 보유 정보를 이용해서, 각 부품별 및 지역별간 연결되어야할 연결선 정보에 따라 다발 패턴을 배선 목표로 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 미세 배선에 있어 그 배선 단계를 4단계로 분할해서, (a) 넷 및 커넥션 정보를 이용해서 각 부품을 기준으로 나머지 부품에 대한 부품 상호간 배선 연결 정보를 나타내는 커넥션 정보를 추출하고, (b) 부품 상호간 커센션 정보를 통해 각 부품간에 형성된 커넥션 등에 대해, 맨해턴 거리가 짧은 것부터 정렬해서 배선을 시작하고, (c) 각 부품간에 형성된 커넥션 그룹에 대해, 이를 둘러싸는 펜스를 설치하며, (d) 이렇게 만들어진 펜스내에서 배선 시작점으로 부터 배선 끝점으로 가는 채널 경로의 스케쥴을 통해 목표지향 미로 탐색 알고리즘을 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기의 배선 출발점 및 끝점은 SMC로부터 DIP 또는 PGA 등으로 배선하고 핀 조밀도가 높은 배선 영역 또는 그룹에 속한 핀을 배선의 시작점으로 삼으며, 커넥터 부품으로부터 기타 부품으로 배선하는 것을 원칙으로 하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기의 전방향 미로 탐색의 미세 배선 스케쥴에 있어 (a) 두 터미널중 시작점과 목표점을 결정하고, (b) 시작점의 관점에서 본 목표점의 상대적 위치를 사분면으로 나타내며, (c) 상하 좌우의 네 방향중 두개를 주 진행방향, 나머지를 보조 진행방향으로 설정해서 배선 전략을 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기의 펜스를 설치해서 배선 영역 및 탐색 공간을 제한함에 있어 4각형과 6각형의 펜스를 결정하여 운영하며, 상기의 펜스를 설치함에 있어 시작점의 핀 터미널 그룹과 목표점의 핀 터미널 그룹의 상대적 위치 관계로부터, 두 그룹의 지리적 격리도가 적은 경우, 또는 두 그룹을 포함하는 경계 사각형을 그렸을 때 사각형의 펜스를 설치해도 될 정도로 X축간 또는 Y축간의 거리가 충분히 짧을 경우에 사각형 펜스를 설치하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기의 펜스를 설치함에 있어 시작점의 핀 터미널 그룹과 목표점의 핀 터미널 그룹의 상대적 위치 관계로부터, 두그룹간의 격리도가 큰 경우에 대해 탐색 영역 축소 및 시간 절약을 위해 육각형의 펜스를 설치하고, 동일 배열의 그룹에 대해 혼잡도 조건에 따라 두가지 육각 펜스 중, 해당 펜스에 소속한 채널들의 혼잡도 계수를 누적한 다음 이러한 혼잡도 계수의 누적치가 작은 쪽의 육각 펜스를 선택하여 설치하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 후처리 단계에 있어 층의 전환이나 세그먼트의 밀고 당김이 진행됨에 따라 발생하는 세그먼트의 굴곡을 없애는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 기판의 가장자리에 밀집되어 있는 세그먼트를 대상으로 이들을 인접한 그리드상에 몰아 놓음으로써 가용한 배선 채널을 확보하는 가장자리 세그먼트 쇼브를 실행하고, 상기 기판의 채널내에서 세그먼트의 쏠림을 해소하고 가용한 배선 채널을 확보하도록 하는 세그먼트 집중화를 수행하여 세그먼트 쇼브가 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기한 바와같이 이루어지는 본 발명을 상술한다.

[배선 알고리즘의 개요]

본 발명의 목표 지향 미로 탐색 기법은 배선 영역을 나타냄에 있어 그리드(격자 구조)의 행태로 배선을 시도하는데 기반을 두고 있다.

또한, 전통적인 최단거리 탐색기법의 하나인 미로 탐색 알고리즘을 변형해서 탐색 시간을 개선하는 한편, 목표 시스템이 인쇄회로기판 배선임을 감안해서 배선 기판의 특성에 맞도록 인쇄회로기판 수동배선에서 사용하는 배선과 관련한 일반적인 지식이나 규칙을 소프트웨어로 실현하고 있으며, 전체적인 의미의 배선 스케쥴을 수렴하는 전역 배선기법과 이에 따라 세부적인 배선 스케쥴을 수립하는 미세배선기법에 의해 배선을 수행하고 있다.

[배선 전략 및 배선 스케쥴의 개념과 그 수립]

도면 제2도는 본 발명에서 추구하는 배선 목표를 유형별로 도해하고 있다.

배선 목표는 일반적으로 부품에 속한 핀들이 층과 층을 관통하는 부품(DIP(201)나 PGA(202)등), 표면에만 핀을 실장하는 부품(SMC)(203), 커넥터 부품(204)으로 구분할 수 있다.

도면에서 부호 205는 경계 사각형, 206은 핀 또는 터미널을 나타낸다.

이때 각 부품의 유형별로 적절한 배선 기법을 구현해야 한다.

또한, 인쇄회로 기판상에는 밀집한 평면 패드(pad)가 점하게 되고, 패턴 배선상 채널의 병목 현상이 발생하여 다층화에 의한 채널 확보가 중요하기 때문에 도체의 폭을 세선화하고, 접속용 관통구멍(through hole)을 소경화하는 것이 중요하다.

또한, 표면에 배선 채널을 얻기 어려운 경우에는 3차원적으로 내층에 도체 패턴을 전개하는 것이 필요하다.

전역 배선은 배치 과정에서 각 모듈 또는 블럭들의 위치가 정해진 후에 각 블럭간의 연결선을 배선하기 위한 사전 작업으로서, 각 배선 영역에서의 배선 밀도가 고르게 분포되도록 함으로써, 추후 미세 배선 작업이 원만하게 이루어질 수 있도록 한다.

인쇄회로기판의 배선 설계는 크게 나누어, 전원(power), 접지회로(ground circuit), 신호회로(signal circuit)로 나눈다.

상기 전원과 접지회로는 탑재되는 전자부품의 전원을 안정적으로 공급시키기 위해서 직류적으로 수급부에서 공급부까지도 도체 저항을 저저항으로 할 필요가 있으며, 교류적으로는 전원 접지 사이에 임피던스를 낮게 하는 등의 조치를 취하게 된다.

일반적으로 이러한 전원, 접지 또는 클럭 등의 처리는 그 중요성 때문에 아직도 대부분 수동으로 배선하고 있다.

본 발명에서는 이러한 점을 감안하여, 이러한 특수 배선 목표에 대해서 우선적으로 최단 경로 또는 최적의 배선 결과를 유도하도록 배선 스케쥴을 수립해서 배선을 수행하고 있다.

본 발명에서의 배선은 아래에서 설명할, 배선을 위한 전처리 단계와, 전역 배선과 미세 배선으로 구성된 배선 처리단계로 나눌 수 있다.

[전처리 : 채널 구축 및 최단 경로 산출]

전체 배선에 대한 최적성과 배선 완성도를 제고하기 위해서 사용하는 방법으로, 일종의 배선 전처리 의미를 가진다.

인쇄회로기판 전체를 배선의 목표가 되는 각 칩 또는 부품 및 핀의 관점에서 다양한 모양과 크기를 지니는 직사각형의 형태로 분할하고, 배선의 스케쥴 단계에서 활용하도록 하고 있다.

본 과정은 두개의 단계로 구분되는데, 채널 구축 단계 및 최적 경로 산출 단계이다.

[채널 구축]

채널 구축은 인쇄회로기판 전체를 칩 또는 부품이 차지하는 공간과 칩 또는 부품들 간에 발생하는 여유 공간을 최대한으로 활용해서 공간 이용도의 최적성과 배선 완성도 제고를 위해 분할하고자 하는 목적으로 이루어지며, 그 구체적인 절차는 다음과 같다.

단계 1 : 칩 또는 부품을 구성하는 모든 핀을 포함할 수 있는 직사각형(Bounding Rectangle)에 대하 상하좌우로 각각 3개의 그리드를 포함한 영역을, 그리고 이를 제3a도와 같은 레벨 0의 채널로 표시한다.

이렇게 3개씩의 그리드를 추가로 포함하는 이유는 실제 배선시핀의 리드거리와 칩 또는 부품의 주변에 발생할 가능성이 있는 비어에 대한 영역을 확보할 필요가 있기 때문이다.

단계 2 : 레벨 0의 각 채널에 대해 각각 상하좌우의 네가지 방향으로 장애물을 만날 때까지, 또는 칩 및 부품의 넓이(좌우 확장시)와 높이(상하 확장시)의 최대 두배 정도로 영역을 확장한다.

이렇게 확장된 영역에 대해 제3b도와 같은 레벨 1의 채널로 표시한다.

단계 3 : 레벨 1에 해당하는 각 채널에 대해 레벨 1과 동일한 방법으로 영역을 확장하며, 이렇게 생성된 영역을 제3b도와 같이 레벨 2로 표시한다.

단계 4 : 상기의 단계 1 내지 단계 3를 거치고 나면 특별한 경우를 제외하면 인쇄회로기판상 거의 모든 채널이 확보되는데, 단계 4에서는 남은 영역들에 대한 레벨화를 수행한다.

이때 생성되는 채널들은 대부분 아주 작은 단편이거나, 넓이면에서나 높이면에서 어느 한쪽이 아주 짧은 즉 1내지 3개 정도의 그리드를 차지하는 것이 보통이다.

본 단계에서는 이러한 남아있는 채널들 중에서, 상하좌우 길이가 4개 그리드 이상을 차지하고 있으면 독립된 채널로, 그렇지 않으면 주변의 채널중 가장 영역이 넓은 채널에 포함시키게 된다.

상기의 단계 1 내지 단계 4를 거치면 대체로 제3c도와 같은 채널이 구축된다.

[최적 경로의 산출]

최적 경로 산출 단계는 채널 구축 단계에서 만들어진 채널들을 대상으로, 연결되어야 하는 대상인 각 핀의 쌍에 대해 지리적으로 중간 단계에 있는 각 채널을 경유하는 경로중에서 최적인 것을 탐색하는 것이다.

여기서의 최적성 여부 판단에 대한 기준은 각 채널의 혼잡도에 대한 정보와, 채널의 무게 중심간 다음과 같은 맨해턴 거리(MD : Manhattan Distance)를 누적한 채널간 상대 거리가 된다.

MD(c1, c2) = abs(c1.x-c2.x)+abs(c1.y-c2.y)

이때, c1.x와 c2.x는 각각 채널 c1과 c2의 무게 중심의 x축 좌표, c1.y와 c2.y는 각각 채널 c1과 c2의 무게중심의 y축 좌표, abs는 절대값을 의미한다.

최적 경로 산출을 위해서는 다음과 같은 두가지 과정을 사전에 수행해서 관련 정보를 배선의 전과정 동안 유지할 필요가 있다.

1. 이웃 채널 탐색

제3e도와 같이 모든 채널을 대상으로 인접한 채널들의 연결 리스트(linked list)를 구성하고, 이웃 노드(node)에 대한 맨해턴 거리(MD)를 계산함으로써, 배선 단계에서 매번 이웃 채널을 탐색함으로써 발생되는 불필요한 시간 계산을 단축하며, 최단 경로 탐색의 중요한 정보로서 활용한다.

2. 혼잡도 정의

제4a도는 혼잡도에 대한 개요도를 나타내고 있는데, 혼잡도는 각 채널마다 할당되는 정보로써, 현재 배선 가용한 채널 또는 비교적 채널 점유도가 낮은 채널을 우선적으로 이용하려고 하는 의도에서 사용된다.

배선이 시작되기 이전에는 주로 앞에서 정의한 레벨 0의 채널에 대해서만 혼잡도가 정의되며, 나머지는 0으로써 초기화 된다.

혼잡도 정보는 초기에는 0의 값을 가지고 있다가 하나의 세그먼트가 해당 채널에 추가될 때마다 1을, 비어가 추가될 때는 경험적으로 3의 값을 혼잡도 계수에 계산한다.

초기에 레벨 0의 채널은 그 채널에서 배선이 출발 또는 도착하는 모든 넷의 수를 혼잡도 계수로 삼는다.

즉, 제4a도에서 보면 부품a는 부품b, c와 각각 8, 4개의 연결선을 포함하고 있어서 12라는 혼잡도 계수를 초기치로 할당 받는다.

위와 같은 사전 정보를 이용해서 결정하는 최적 경로의 산출은 종래 최단 거리 알고리즘에 비용 함수로써 위에서 설명된 혼잡도 정보와 채널간 거리 정보를 조합해서 산출하며, 제3d도는 이러한 과정을 거쳐 생성된 최적 경로의 예를 나타내고 있다.

제3d도에서 301은 시작 채널, 302는 목표채널, 303은 채널의 무게중심, 304는 방문 채널을 표시한다.

[최적 경로 산출을 위한 알고리즘]

최적 경로 산출에 사용되는 기억 장소로서 다음을 사용하고 있다.

start_ch : 배선의 출발핀이 소속된 채널 번호

end_ch : 종료핀이 소속된 채널 번호

stack[] : 스택을 나타내는 배열

top : 배열 stack[]의 최상위에 저장된 채널의 색인값

cost : 혼잡도 정보와 채널간 맨해턴 거리의 복합비용

tour_len : 최적 경로의 거리

v, w : 채널의 색인을 나타내는 임시 기억장소 명

Pred[] : 채널 방문 순서가 기록되는 배열

Dist[] : 채널 방문 순서에 따라 해당 채널까지 이동한 누적 거리

reached[] : 채널에 대한 방문 여부를 기록(방문시 : 0, 미방문시 : 1)

위와같은 기억 장소를 사용해서 아래의 단계를 실행하여 최적경로를 산출한다.

단계 1 : 초기화

1. top의 값을 0으로 초기화 한다.

2. 스택의 top에 start_ch의 값을 저장한다.

3. reached[start_ch]에 1을 저장해서 방문했음을 표시한다.

4. Dist[start_ch]에 0을 저장해서 누적 거리를 초기화 한다.

5. 구성된 모든 채널에 대해(w=1부터 채널의 수까지)

(a) Pred[w]=0 : 이전에 방문한 채널이 없음을 의미한다.

(b) start_ch이 아닌 모든 채널에 대해 Dist[w]를 임의의 큰 값으로 초기화 한다.

단계 2 : end_ch이 발견될 때까지 다음의 과정을 반복한다.

1. 스택에 저장되어 있는 채널들 중에서 최소 비용의 이웃 채널을 구해서 v에 저장한다.

2. v가 0보다 크고 end_ch이 아니면 다음의 과정을 반복한다.

v의 모든 이웃 채널(w=1부터 이웃 채널의 수까지)에 대해서 다음의 (*)과정을 반복한다.

*현재의 이웃 채널 w가 end_ch이면 과정을 종료하고, *채널 혼잡도 계수와 채널간 맨해턴 거리(MD)에 따르는 가중치 비용을 계산해서 cost에 저장하고, *만약 현재 채널 w가 방문되지 않았을 경우(즉 reached[w]=0)이면 다음의 (a) 내지 (d)를 수행한다.

(a). w를 스택에 추가한다.

(b). reached[w]를 1로 설정해서 방문했음을 알린다.

(c). w까지의 누적 거리를 계산하는데, w까지의 누적 거리는 v까지의 누적거리, v와 w의 맨해턴 거리, 바로 이전에 계산된 cost의 세가지 항을 더한 것이 된다. (Dist[w]=Dist[v]+맨해턴 거리+cost).

(d). Pred[w]=v : w의 이전 방문 채널이 v임을 기억장소에 저장한다.

*w가 이미 방문되었고 w까지의 누적거리 Dist[w]가 v까지의 누적 거리, v와 w의 맨해턴 거리, cost의 세가지 항을 더한 값보다 크면 Dist[w]를 다음과 같이 바꾸고 w의 이전 방문 채널이 v임을 기억 장소에 저장한다.

상기한 바와같은 단계 2의 과정과, 단계 1 내지 단계 2의 과정을 수행하여 최적 경로를 산출한다.

다음은 본 발명에서 배선처리(전역 배선과 미세배선의 스케쥴링)에 대하여 설명한다.

[배선처리 : 전역 배선과 미세배선의 스케쥴링]

본 발명에서는 전역배선의 관점에서 배선 절차를 다음과 같은 순서에 준해서 수행한다.

1. 단계 1 : 배선의 최초 단계에서 처리해야 할 것이 전원 및 접지, 클럭 라인과 관련된 배선의 처리인데, 이들은 대체로 매우 중요한 전기, 전자적 특성을 띠고 있다.

이때 고려해야 할 사항은 배선이 공급되는 부품이 일반적인 DIP(Dual In-line Package) 유형인지 SMC 유현인지를 보고 적층의 수를 고려해야 하며, DIP 유형의 경우 적층 구조가 2층이면 일반 신호선의 배선 보다 우선적으로 처리해야 하지만, 2층 이상인 경우에는 전원 및 접지를 위한 별도의 층을 보통 전용으로 두기 때문에 특별한 고려를 할 필요가 없이 일반 신호 배선 목표와 동일하게 배선을 수행한다.

그리고, SMC패드의 경우에는 패드의 특성 즉, 패드의 간격이 조밀하고 따라서 비어를 사용할 수 없는 2층의 경우 다른 어떤 배선보다 우선적으로 배선을 고려해야 하며, 2층 이상의 적층 구조상에서는 패드로부터 홀까지 별도의 연장선을 뽑게 되는데 이를 팬아웃(fanout)이라고 하며, 이를 위한 별도의 규칙을 설정하고 배선을 수행해야만 한다.

본 발명에서는 이러한 팬아웃을 배선의 시작 이전 또는 전역 배선 스케쥴의 종료 이후에 해당 핀으로부터 추출하게 된다.

이렇게 추출된 팬아웃의 끝점이 새로운 배선 시작점 또는 종료 지점이 된다.

이때 고려해야할 사항은 제7도와 같이 팬아웃의 리드 방향(direction), 리드 거리(distance)가 주어져야 한다.

이러한, SMC핀으로 부터 비어로의 자동 팬아웃을 수행하는 과정을 설명하면, 일반적으로 SMC부품의 핀간격은 DIP부품의 핀간격보다 조밀하거나 핀간격이 다양하기 때문에 인쇄회로기판 전체에 대해 설정해 놓은 그리드와 일치하지 않는 경우가 대부분이다.

그러므로, SMC핀으로부터의 팬아웃을 위해 SMC부품의 핀들이 나열된 네 방향으로 제6도의 distance만큼 되는 임의의 사각형을 설정하고 그리드가 SMC핀의 중심을 통과하도록 그리드를 재설정한 다음 팬아웃을 수행한다.

제6도는 표면 실장 부품에 대한 가상 결자의 설정 도면으로서, 601는 기존 격자, 602는 경계 사각형, 603는 가상 격자, 604는 SMC부품의 핀/패드를 나타내고 있다.

본 발명에서는 적층 구조를 감안해서 팬아웃의 방향을 결정하는데, 부품의 외곽 또는 내곽으로 핀의 폭이 좁은 쪽 방향으로 팬아웃을 수행한다.

그러나, 원할 경우는 리드거리 distance와 리드 방향 direction은 사용자가 임의로 설정이 가능하다.

2. 단계 2 : 다음의 단계는 커넥터 핀의 배선으로, 일반적으로 커넥터와 IC는 방향이 서로 다른 경우가 대부분이며, 커넥터에 연결된 넷의 수가 다수 존재하기 때문에 커넥터 주변은 신중한 배선이 필수적이다.

도면 제10도에 의해 나타내어지는 커넥터 핀의 배선 절차 및 방법은 다음과 같다.

(1). 커넥터 주변의 비어는 가능한 억제함으로써, 커넥터 주변의 배선 공간 협소에 대한 대책을 마련한다.

(2). 연결지점이 먼 경우 이외에는 적층 규칙에 특별히 구애받을 필요가 없다. 이것은 넷의 구성이 다발로 되어 있는 경우가 많기 때문이다.

(3). 보드 외곽의 커넥터에 대해 커넥터 핀의 뒤쪽에는 배선을 금지한다.

즉, 제10도에서 보듯이 커넥터의 보드 외곽은 배선 금지 영역(inhibition area)으로 제한한다.

(4). 가급적 핀 사이의 배선은 지양하며, 일단 커넥터의 외곽으로 리드를 뽑아낸 후 배선을 수행한다.

이때 사용되는 참조 계수는 리드의 추출거리(distance)와 비어의 삽입 유무에 대한 정보이다.

이때 기판의 가장자리에 있는 핀에 대해서는 일단 핀간에 형성된 채널의 중심까지 리드를 추출한 후, 90도로 배선 방향을 전환해서 직선으로 팬아웃을 수행한다.

이렇게 팬아웃이 끝나면 팬아웃의 마지막 끝점을 새로운 배선의 시작점 또는 끝점으로 삼는다.

(5). 모든 배선은 대체로 커넥터에 있는 핀을 출발점으로 삼는다.

3. 단계 3 : 복잡한 부분의 배선

(1). 일반적으로 PGA나 QFE(Quad Flat Package)가 있는 부분으로, 이러한 부품과 관련된 다량의 어드레스 버스 또는 데이타 버스가 존재한다.

(2). 배선 방법

(a). 배선 목표물의 밀집도가 높은 곳의 집적회로(IC)들을 선택해서 그 중에서 밀도가 높은 부분을 먼저 배선한다.

(b). 일정한 방향의 배선 다발을 먼저 처리하고, 기타 다발의 배선 목표를 후에 배선한다.

즉, 동일한 혼잡도를 형성하더라도 배선 그룹별 위치로 보아 배선 다발을 포함한 경계 다각형의 면적이 작은 것을 우선적으로 배선한다.

(c). 어드레스 및 데이타 버스와 관련된 넷을 제외한 개별 넷이 어드레스 또는 데이타 넷과 유사한 방향을 가질 경우 다발에 포함시켜 배선한다.

(d). 어드레스 및 데이타 넷의 배선 이후 처음 선택한 부품에 연결된 나머지 배선 목표를 차례대로 배선한다.

(e). 배선 목표물의 밀집도가 높은 다음 집적회로 부분을 선택해서 배선한다.

(f). 배선 목표물의 밀집도 판정 방법은 배선의 전처리시에 각 채널마다 혼잡도 계산에 준한다.

4. 단계 4 : 나머지 배선

(1). 지금까지의 배선이 끝나면 아주 길거나 짧은 다발을 형성하지 않고 있는 독립된 배선이 남게 되면, 이것은 아래와 같은 방법으로 배선한다.

(2). 배선 방법

(a). 근접된 배선 목표의 경우, 되도록 2개 이상의 비어 사용은 지양해서 배선한다.

(b). 상대적으로 먼 배선 목표의 경우는 제5b도와 같이 다음과 같은 배선 방법을 적용해서 발생할 가능성이 있는 불필요한 탐색 공간의 크기를 줄인다. 즉, 두점이 대각선 방향이고 보드의 바깥쪽일 경우는 보드 외곽으로 배선하고, 한점은 보드의 바깥쪽이고 한점은 안쪽일 경우에는 안쪽에서 바깥쪽으로 배선한다.

[미세 배선의 수행]

인쇄회로기판의 설계에 있어서 배선률 및 완성도의 관건은 다발 커넥션의 처리와 비어의 최소화에 있다.

이것은 생산이나 제품 원가와도 직결되는 중요한 문제이기도 하다.

수동 배선에서 사용하는 배선 전략의 대부분은 이러한 다발(부품간에 형성된 다발 또는 지역적으로 형성된 다발) 커넥션을 어떻게 효율적으로 방향성을 유지하면서 최소한의 배선 공간과 최소한의 비어를 사용해서 배선하는가에 달려 있다.

DIP유형에서는 방향성이 매우 중요하나 SMC유형에서는 대부분 이러한 규칙이 깨진다.

따라서, 이러한 다발 커넥션에 대해 수동 배선에서와 같은 배선의 경로에 대한 가이드를 통해 배선을 유도할 수 있는 배선 규칙을 알고리즘화 하는 것이 중요하다.

이러한 개념에 따라 본 발명에서는 수동 배선의 배선 전략과 배선의 완성도를 위해, 상기 설명한 전역 배선의 관점에서 우선 기판상의 지역적 위치 분할을 통해 다발 즉, 커넥션들의 그룹을 발견하게 된다.

이렇게 추출된 커넥션 그룹에는 이러한 커넥션 그룹에 규칙성을 부여하기 위해 배선영역을 제한하는 펜스를 설치하게 되는데, 이것은 배선 영역의 제한 뿐만 아니라 다발 배선의 종료시에 나타나는 독립적인 커넥션들이 비슷한 배선 흐름과 배선 패턴을 형성하게 하기도하는 의미를 지니고 있다.

현재의 배선 전략은 일단 전역 배선의 관점에서 단층의 전역배선(Single-Layer Global Routing)과, 다층 전역 배선(Multi-Layer Global Routing)으로 구분되는데, 이러한 구분의 기준은 배선되어져야 하는 넷 그룹의 가로축 또는 세로축의 기울기에 의존해서 결정하게 된다.

즉, 가로축의 넓이가 허용 길이내에 있으면 부품면(Component Side)에서의 단층 배선을 시도하고, 세로축의 길이가 허용 길이내에 있으면 납땜면(Solder Side)에서의 단층 배선을 수행하는 것이다.

이러한 개념에 따라 구체적인 미세 배선의 절차를 설명하면 다음과 같다.

1. 단계 1 : 넷 및 커넥션 정보를 이용해서 제4a도, 제4b도와 같이 각 부품을 기준으로 나머지 부품에 대한 부품 상호간(Inter-Component)배선의 연결 정보를 나타내는 커넥션 정보를 추출한다.

2. 단계 2 : 부품 상호간 커넥션 정보를 통해 각 부품간에 형성된 커넥션들을 대상으로, 제4b도와 같이 그 맨해턴 거리가 짧은 것부터 정렬해서 배선이 시작된다.

3. 단계 3 : 각 부품간에 형성된 커넥션 그룹에 대해, 이를 둘러싸는 펜스를 설치하게 되는데, 주요한 펜스 설치 규칙은 다음과 같다.

(1). 펜스 설치에 사용되는 정보는 부품간의 위치 정보와 커넥션의 갯수 및 간단한 혼잡도 정보등이다.

(2). 본 발명에서 사용하는 펜스의 모양은 제14도에서와 같이 사각형과 육각형의 두 종류를 사용하고 있다.

배선의 단계가 증가하면서 이러한 펜스의 크기가 점차적으로 증가된다.

본 발명에서의 펜스의 확장은 제11도와 같은 방법으로 최대 20단계까지 수행하며, 그 이상은 펜스가 없는 것과 같은 효과를 내기 때문에 의미가 없다.

(3). 펜스의 확장시 사각형의 경우 두가지 확장 규칙이 있는데, 그 하나는 제11도와 같이 상하좌우의 네방향 모두로 확장을 허용하는 경우와 상하 또는 좌우의 두 방향으로만 확장을 허용하는 것이다.

즉, 제14a도와 같이 일반적으로 커넥션의 그룹을 모두 포함하는 경계 사각형(Bounding Rectangle)을 그려서 이러한 사각형의 어느 한변의 길이가 허용 오차 d내에 있고, 또한 그룹내에서 시작점 터미널들과 목표 지점의 터미널들이 동일한 또는 일정 범위의 열 또는 행에 놓여 있을 경우에는 후자의 확장 규칙을 적용하게 된다.

4. 단계 4 : 이렇게 만들어진 펜스내에서 배선 시작점으로 부터 배선 끝점으로 가는 채널 경로의 스케쥴을 통해 목표 지향 미로 탐색 알고리즘을 수행하게 되는데, 이때 사용되는 주요 배선 규칙은 다음과 같다.

본 발명에서는 동일한 배선 목표에 대해 두가지의 펜스 설치 규칙을 설정해 놓고 있는데, 그 하나는 상기의 전처리 단계에서 만들어진 채널을 이용한 최단거리 탐색 방법에 의한 방법이다.

즉, 간단한 혼잡도 규칙에 따르는 최단 거리 경유 채널들의 리스트를 탐색하고, 항상 이러한 채널을 경유하도록 배선을 수행하게 하는 것이다.

나머지 하나는 상기 설명한 절차에 따라 단순한 사각형 또는 육각형의 경계 영역을 이용해서 펜스를 설치하는 것이다.

상기의 펜스 설치에 따른 미세 규칙 및 알고리즘의 개요를 설명한다.

(1). 도면 제14도에서와 같이 부품간 커넥션 정보와 지역별 커넥션 정보, 거리 정보, 부품의 방향(Orientation) 정보 등의 복합적인 정보를 고려해서 펜스를 설치한다.

제14도에서 보면 점선으로 그려진 사각형 또는 육각형은 경계 사각형을, 실선으로 그려진 사각형은 다발 커넥션의 출발핀 그룹과 종료점의 그룹을 기판내에서 상대적인 좌표의 배열에 따라 표현해 놓은 것이다.

(2). 본 발명에서는 부품간의 상대적 위치, 특정 배선 영역을 지나가는 가이드 또는 예측 가능한 경유 패턴 등을 고려한 혼잡도 규칙을 설정하고, 이 규칙에 따른 미세 배선의 경로를 예측해서 배선을 수행한다.

이러한 과정에서 특정 배선 목표의 배선상, 경유하는 채널에 대해 혼잡도 계수를 일정 비율만큼 증가시키고 있다.

이러한 혼잡도 계수는 앞서 전처리 단계에서 설명한 혼잡도 계수에 대해 단순히 특정 채널을 지나가면 1을 가산하는 것이다.

(3). 그룹 또는 각 펜스 내에서의 커넥션의 배선 순서 결정은 넷의 길이 상대적 위치, 커넥션이 속한 넷의 특성 등을 고려해서 결정한다.

우선 넷의 길이에 대해서는 짧은 넷부터 긴 넷의 순서로 정렬해서 배선을 수행하며, 상대적인 위치로 보아 경계 사각형의 안쪽에 있을수록 우선 순위가 높다.

상기의 부품의 특성 정보를 활용해서 배선 출발점 및 끝점을 선택한다.

(1). 일반적으로 SMC로부터 DIP 또는 PGA등으로 배선함이 원칙이며, 또한 핀 조밀도가 높은 배선 영역 또는 그룹에 속한 핀을 배선의 시작점으로 삼는다.

(2). 커넥터 부품으로부터 기타 부품으로 배선하는 것을 원칙으로 한다.

동일 넷에 속한 커넥션들에 대해서는, 차후 기술하는 선택적 T-형 접합을 고려한 배선을 수행함으로써, 배선 채널의 확보와 비어의 수를 줄이도록 하고 있다.

[목표지향 미로탐색]

본 발명의 목표 지향 미로 탐색에 의한 배선은 기본적으로 격자를 나타내는 그리드 구조의 배선 공간상에서 수행된다.

한편, 전역 자료 구조는 복잡한 유형의 링크드 리스트 및 일련의 포인터 그룹으로 구성되기 때문에 적절히 정보를 추출해서 배선에 사용되는 필요 정보만을 가공해서 본 발명의 배선 기법을 적용하게 된다.

일단, 기판의 외형과 치수, 적층 구조 등이 주어지면 전역 자료구조로부터 최초에 그리드의 구성에 필요한 기판의 기하학적 좌표(Geometry)와 핀간 경유 가능한 배선수(LPC : Lines Per Channel)등의 정보를 통해 필요한 만큼의 기억 장소 할당을 통해 본 배선 기법의 탐색 공간이 되는 그리드 구조를 구성한다.

그리드의 크기는 보드의 넓이 또는 높이를 실제 배선에 필요한 배선 굵기에 따른 LPC로 나눈 것이 된다.

즉, 제5a도에서와 같이 기판의 좌상의 모서리에 해당하는 좌표를 (0, 0)으로 놓고 우하의 모서리를 (map_x, map_y)로 하는 기판의 최대 크기가 결정되면, 주어진 LPC로서 map_x, map_y를 나눈값이 곧 x좌표와 y좌표에 해당하는 그리드의 크기가 되는 것이다.

목표 지향 미로 탐색에서는 두가지의 배선 처리 과정이 포함되는데, 1단계는 파동 전파(wave propagation)과정으로서, 그리드 공간 상에서 시작점으로부터 목표점으로 이르는 경로 탐색을 수행하며, 2단계에서는 이렇게 찾아진 경로로부터 여러가지 배선 규칙을 적용하며 최적의 배선 세그먼트를 구성하는 단계인 역추적(backtracking)을 수행한다.

파동 전파와 역추적을 위해서 하나씩의 큐와 하나씩의 스텍 구조를 사용한다.

본 발명의 목표 지향 미로 탐색에서 사용하는 임시 기억장소들은 다음과 같다.

map_x : 기판의 폭의 그리드의 수

map_y : 기판의 높이의 그리드의 수

stack_sie = map_x × map_y : 스택의 크기

qsize = map_x × map_y : 큐의 크기

queue[1..qsize] : 큐를 나타내는 기억장소 이름

stack[1..stack_size] : 스택을 나타내는 기억장소 이름

TOM[map_x][map_y] : 탐새 공간을 나타내는 기억장소 이름

이차원의 행렬인 TOM[][]은 필요에 따라 행렬의 각 원소 또는 셀마다 특정한 값이 할당되어 지는데, 표1은 2층의 기판 설계에 사용하는 셀의 가능한 값을 예시하고 있다.

한편, 가장자리의 배선 조건을 나타내기 위해 행렬의 가장자리는 장애물 또는 모든 이에서 사용중임을 표시하여 배선 금지 영역임을 나타내게 된다(여기서는 3).

배선 진행방향은 네가지로 설정해 놓게 되는데, 각각 상(up/north), 하(down/south), 좌(left/west), 우(right/east)를 의미한다.

이를 구체적인 자료로 표시하면 표 2와 같다.

도면 제12a도는 현재의 셀(i, j)로부터 진행 가능한 네가지 방향을 나타내고 있다.

자료 구조의 설정과 초기화가 이루어지면 제4a도와 같이 다발 커넥션의 배선에 필요한 배선 정보를 구성하게 되는데, 전처리의 결과에 따라 전역 자료 구조에 사전에 이러한 부품간 배선 목표 수를 계수해 놓고 이에 근거한 다발 커넥션 정보를 추출하게 된다.

이때 부품간 커넥션의 수를 계수해 놓은 이차원 행렬인 con_matrix[][]를 통해 가장 많은 커넥션을 지닌 부품순으로 정렬을 하게 된다.

정렬이 끝나게 되면 대체로 커넥터나 SMC, PGA등의 부품이 자연스럽게 배선 우선 순위를 지니게 된다.

지금까지의 과정이 끝나면, 단순히 어떤 부품이 어떤 부품과 몇개의 커넥션으로 연결되어 있는지만을 반영하고 있기 때문에 구체적인 핀들간의 기판상의 좌표계를 추적해서 배선 그룹에 대한 좌표계, 즉 시작점의 핀 터미널들과 목표점의 핀 터미널들을 하나의 배선 목표로 설정해 놓게 된다.

일단 이러한 커넥션들의 다발이 검출되면 이를 맨해턴 거리에 따라 정렬을 하게 되는데, 이것이 그룹내의 배선 순서가 된다.

이렇게 짧은 것부터 먼저하는 이유는 긴 것부터 할 경우 짧은 것이 지나갈 경로를 막아버릴 가능성이 많고 따라서 계산 오버헤드가 커지기 때문이다.

정렬된 순서에 따라 배선이 시작되면 우선 어느쪽 핀에서 탐색을 시작할 것인지를 결정하게 되는데, 시작점의 결정은 앞에서 설명한 방법에 따라 부품 정보를 추출한 후 SMC 또는 커넥터 부품의 핀으로부터 DIP이나 PGA에 속한 핀들로 각각 시작점과 목표점을 결정하게 된다.

그외의 것은 펜스 설치 규칙이 있기 때문에 별도의 규칙이 없이 어느것도 선택해도 무방하다.

본 발명의 목표 지향 미로 탐색기는 앞에서 설명한 바와같이, 2단계의 배선 절차로 구성되어 있는데, 첫 번째 단계는 전방향 미로 탐색이며, 두 번째 단계는 역방향 탐색으로 구성되어 있다.

미세 배선 스케쥴은 우선 두 터미널 중에서 시작점과 목표점을 결정한 후 시작점의 관점에서 본 목표점의 상재적 위치를 사분면으로 나타내게 된다.

즉, 제12b도와 같이 ??사분면의 1사분면에 목표점이 있다고 가정하면, 이때의 미세 배선 스케쥴은 다음과 같다.

우선 미로 배선의 진행 방향은 오른쪽(r) 또는 위쪽(u)이 주된 진행 방향이 되며, 아래쪽(d) 및 왼쪽(1)이 보조 진행 방향이 된다.

일반적으로 상기한 배선 스케쥴에 따라 배선을 수행할 경우 표3과 같이 전부 네가지의 배선 전략을 구성할 수가 있다.

다음는 이 과정을 나타내는 과정이 어떻게 이루어지는가를 보여준다.

1. 임의의 큰수를 초기화 하는 기억장소 min_path_length를 설정한다.

2. 배선 스케쥴에 의한 네가지 배선 전략 각각에 대해

(a). 탐색을 수행해서 탐색에 소요된 탐새 길이를 구한다.

(b). 구해진 탐새 길이를 min_path_length와 비교해서 작으면 min_path_length 값을 현재의 탐색 길이로 대치한다.

목표지향 미로탐색은 이러한 네가지 배선 전략을 모두 시도해서 그 중에서 최단 거리의 배선결과를 선택하고 있다.

제1사분면의 배선 전략의 순서는 다음과 같다.

* 탐색1 : u, r, d, l

* 탐색2 : u, r, l, d(exchange down and left)

* 탐색3 : r, u, l, d(exchange up and right)

* 탐색4 : r, u, d, l(exchange left and right)

이때 앞의 두 방향은 주 진행방향이고, 뒤의 두 방향은 보조진행 방향이 된다.

전방향 미로탐색 단계에서는 일단 한번 이러한 배선 스케쥴이 결정되며 목표점이 이를 때까지 고정되어 변하지 않지만, 역방향 탐색 단계에서는 매번 셀을 방문할 때 마다 탐색 테이블을 참조해서 다음 진행 방향을 유동적으로 결정하게 된다.

이러한 스케쥴 방법에 따라 각 그룹별 상대적 위치에 따른 배선 단계를 설정하면 표3과 같다.

단, 횡축 조건의 경우는 두 그룹의 무게 중심이 되는 횡축으로 보아 거의 오차가 없을 경우이며, 종축 조건의 경우는 종축으로 거의 오차가 없는 경우이다.

한편, 자료 구조의 초기화와 배선 목표인 다발 커넥션의 리스트가 목표 지향 미로 탐색기로 넘겨지면, 배선기는 이러한 다발 커넥션에 대해 펜스를 설치하게 된다.

펜스의 설치는 앞서 기술한 배선 영역의 제한 뿐만 아니라, 수동배선에서 사용하는 배선 패턴의 방향성과 배선 채널의 효율적 이용을 도모하기 위해서 사용하는 것이다.

본 발명에서 적용하고 있는 펜스 설치는 제14a도, 제14b도, 제14c도에 제시한 사각형의 펜스와 제14d도에서 제시한 육각형의 펜스 등 두가지 유형으로 되어 있으나, 이러한 펜스의 모양은 실제의 커넥션 그룹의 상대적 위치에 따라 다소 복잡한 계산 방식을 거치게 되어 있다.

사각형 펜스의 경우는 일반적으로 시작점의 핀 터미널 그룹과 목표점의 핀 터미널 그룹의 상대적 위치 관계로부터 결정되는데, 주로 두 그룹의 지리적 격리도가 작은 경우, 두 그룹을 포함하는 경계 사각형을 그렸을 때 사각형의 펜스를 설치해도 될 정도로 x축간 또는 y축간의 거리가 충분히 짧을 경우에 적용된다.

즉, 제14a도, 제14b도, 제14c도에서 보듯이 x축의 두점 x1, x2 또는 y1, y2의 거리 d가 어느 제한값보다 작으면 사각형의 펜스를 설치하는 것이다.

반면, 제14d도에서와 같이 두 그룹간의 격리도가 큰 경우에 사각의 펜스를 설정함은 보드 전체 또는 대부분의 영역에 대해 탐색을 허용하는 의미를 지니게 됨으로써, 배선 패턴은 동일할지라도 시간적인 복잡도는 훨씬 증가되는 나쁜 결과를 초래할 수 있기 때문에 육각형의 펜스를 설치하고 있다.

이때 또한 가지 고려할 사항은 동일 유형의 핀그룹의 배열에 대해 항상 두가지 유형의 육각형의 펜스를 적용할 수 있는데, 제14d도의 좌우측의 펜스를 보면 동일한 그룹 배열에 대해 상이한 면 설치예를 볼 수가 있다.

이때는 간단한 혼잡도 계산 방식에 의해 두가지 유형중 어느 하나를 선택하게 된다.

즉, 두가지 펜스중, 그 펜스에 속한 채널들의 혼잡도 계수를 누적해서 그 누적치가 적은쪽을 선택하는 것이다.

이때 펜스의 너비 및 넓이는 일반적으로 초기 조건에 의해 N개의 그룹에 대해 N+2를 넘어서지 않는다.

그룹내의 핀의 최외곽에 있는 핀들을 기준으로 보면, 제13a도와 같은 경우처럼 동일한 행상에 있는 핀터미널 그룹에 있어서 최선의 경우 N+2정도의 채널을 소비하게 된다.

따라서, 하나의 배선 그룹이 배선기로 넘어오고 그것에 대한 배선을 수행할때의 최초에 설치되는 펜스는 경우에 따라서 틀리겠지만 일반적으로 핀그룹 가장자리에 있는 핀 또는 가장 외곽에 있는 핀으로부터 N/2+1만큼만 확보하면 되는 것이다.

한편, 배선 단계가 진행될수록 펜스의 폭은 하나의 행 및 열씩 확장되는데 본 발명에서의 경우 20단계 정도까지가 적당한 것으로 나타나고 있다.

한편, 종래의 일반적인 미로 배선 알고리즘 및 그와 유사한 수정된 알고리즘은 최단 경로 알고리즘이기 때문에, 대부분 제13a도에서와 같은 배선 결과를 가져오기 쉽다(블록(block)되어서 다른 두 배선의 진행을 방해함).

본 발명의 배선기는 이러한 결과를 회피하도록 주어진 펜스를 적절히 활용하며, 제13b도와 같은 적절한 배선 패턴을 유도한다.

[탐색 기법]

전방향 미로 탐색은 가능한 배선 경로의 사전 탐색이라고 볼 수 있다.

이것은 실제 배선 패턴이 지나갈 수 있는 폭넓은 의미의 경로 탐색이라고 볼 수 있으며, 종래의 미로 배선보다는 상당한 탐색시간의 절약과 목표 지향 탐색이라는 점에서 고속 탐색이 가능한 잇점도 있다.

역방향 탐색은 전방향 미로 탐색을 통해 확장된 배선 영역에 대해 제13b도와 같은 배선 패턴을 유도하도록 다양한 배선 관련지식을 반영해서 적절한 배선 제어를 수행하며, 역추적을 수행하는 알고리즘이다.

역추적시에는 가능한 배선의 방향을 바꾸지 않으면서 진행하게 된다.

이러한 제어를 하는 이유는 제15도에서와 같은 불필요한 계단식의 배선 패턴을 방지하면서, 자연스럽게 비어의 수를 줄이는데도 목적이 있다.

배선기는 2층 이상의 다층 기판에 적용시킬 수 있도록 구현되어 있으며, 예약층(Reserved Layer)의 개념, 즉 부품면에서는 세로 배선을 납땜면에서는 가로 배선을 위주로 하는 방향성을 중시하여 배선하고 있으나, 하나의 배선이 끝난 다음 후 처리를 통해 전환이 가능한 짧은 거리의 패턴에 대해서 이러한 방향성을 무시하여 배선할 수 있는 기회를 주고 있다.

이렇게 할 경우 실제 적용시 훨씬 배선 패턴의 모양이 양호하게 나타나게 되는데, 수동 배선에서도 널리 쓰여지는 일반적인 기법이다.

한편, 이러한 배선 기법은 하나의 배선 단계가 완전히 끝난 후에도 적용이 되는데, 여기서의 배선단계란 전체 넷 리스트 및 커넥션에 대해 한번씩의 배선 시도를 수행하는 것을 의미한다.

이때의 총 변경 검사는 전체 배선에 대해 패턴의 층전환이 가능한지를 패턴 단면(Fragment)의 길이에 상관없이 조사하고 있다.

본 발명의 배선기의 또 한가지의 특징은 배선 도중 T-연결지점을 허용하도록 설계하고 있다는 점인데, T-연결지점을 만들기 위해서는 다음과 같은 가정을 수반한다.

즉, 본 발명의 배선기는 동일한 넷에 속한 커넥션 들을 한꺼번에 처리하고 있지 않고, 단지 다발성을 중요시하여 배선을 수행하기 때문에 넷의 개념을 적용한 배선을 수행하기 해서는 별도의 고려가 필요하다.

개개의 커넥션에 대해 해당하는 넷의 색인을 통해 동일한 시작점 또는 목표점 중의 어느 하나를 좌표로 가지고 있는 또는 공유하는 기 배선되어 있는 커넥션들을 발견한다.

이러한 조건을 만족하는 각각의 커넥션에 대해 그것이 가지고 있는 배선 패턴들을 행렬인 TOM인터페이스에 T_FILL(=-1)이라는 플레그를 설정한다.

이렇게 한 다음에 미로 배선기의 전방향 탐색 및 역방향 탐색단계에서 이러한 T_FILL플래그가 설정되어 있는 셀을 만나면 목표점에 도달한 것처럼 처리하면 된다.

목표지향 방향 제어의 또 한가지 개념은 미로 배선의 탐색 도중에 현재 방문하고 있는 셀의 x축 또는 y축 중의 어느 한 좌표가 목표지점의 그것과 일치하게 되면 제12c도와 같이 90도로 방향 전환을 시도하는 것을 의미한다.

그러나, 만약 90도로 방향 전환을 했을 때 장애물이 존재한다면 다른 가능한 경로를 선택하게 되는데 이러한 선택은 방향 제어 표를 참조해서 조정한다.

[배선 후처리]

목표지향 미로탐색기는 일단 하나의 커넥션에 대해 배선이 끝나게 되면 후처리를 거치게 되는데, 후처리는 기본적으로 패턴을 형성하는 각 세그먼트에 대해 전후의 세그먼트가 소속한 층을 살펴서 현재의 세그먼트가 층을 전환하는 한편 비어의 수를 줄일 수 있는지를 보고, 가능할 경우 층을 전환하는 부분과, 필요없는 굴곡이 형성되어 있는 부분의 직선화 또는 세그먼트의 수를 줄이는 역할을 하게 되는데, 제15도에 이러한 예를 보이고 있다.

즉, 마찬가지로 비어의 수를 줄이고 전체 배선 길이를 줄이는 기능을 수행하고 있다.

이때 층의 전환은 전환 대상에 있는 세그먼트의 길이가 허용되는 길이내에 있는지를 살펴보고, 반대편 층의 점유도를 조사해서 점유되어 있지 않으면 층을 전환하게 된다.

허용되는 길이는 사용자가 임의로 선택 가능하지만, 본 발명에서는 수차례의 실험을 거쳐 12로 고정하고 있다.

즉, 그리드의 점유도가 12개 이하인 세그먼트에 대해 층전환을 시도함을 의미한다.

또한, 층의 전환이나 세그먼트의 밀고 당김이 진행됨에 따라 제15도의 윗부분과 같은 세그먼트의 굴곡을 없앨 수 있는 기회가 발생하는데, 본 발명에서는 이를 위해 제15도의 아랫부분으로 전환하는 것과 같은 후처리를 실행시키고 있다.

이것은 단지 최종 결과가 이루어지는 경로상의 그리드가 비어 있는지만을 확인하면 되는 문제로 간단하게 해결할 수 있다.

[미세 배선과 관련한 배선 유연화(Smoothing)기법]

본 발명에서 사용하고 있는 유연화 기법은 마이터링과, 세그먼트 쇼브의 두가지로 요약된다.

도면 제8a도, 제8b도에서와 같이 마이터링은 동일한 층상에서 배선후에 나타나는 90도 각도의 방향 전환되는 배선에 대해, 45도 각도의 평활화 처리를 가함으로써 실제 인쇄회로기판이 제작되었을 때 전기적인 신호의 흐름을 양호하게 하고, 잠재적인 배선 영역의 확보를 가능하게 하는 기법이다.

즉, 마이터링은 각 배선 단계의 완료후에 하는 경우와 전체 배선 단계가 종료시 수행하는 두가지 종류를 가지며, 각 단계의 종료 또는 배선 종료 후에 발생한 모든 배선 완료된 세그먼트 리스트를 대상으로 비어의 위치 이동 및 적절한 마이터의 길이를 규칙화함으로써 해결한다.

그리고, 본 발명에서는 제8b도와 같이 마이터의 깊이(depth)에 제한을 두고 있는데, 각 배선 단계의 종료시에 수행하는 마이터의 깊이는 5, 전체 배선 단계 종료시의 마이터의 깊이는 원칙적으로 제한을 두지 않으나 사용자의 정의에 따라 달리 적용할 수가 있다.

[세그먼트 쇼브]

세그먼트 쇼브란 필요한 배선 채널의 확보를 위해 기 배선되어 있는 세그먼트들을 상하좌우로 밀고 당기는 등의 방법으로 가능한 배선 채널을 확보하는 작업이다.

본 발명에서 사용하는 세그먼트 쇼브는 두 가지 유형이 있는데, 하나는 인쇄회로기판의 가장자리에서 수행하는 것과, 기판내의 특정 채널에서 세그먼트를 채널의 중심에 위치하도록 하는 세그먼트 집중화(Segment Centering)이다.

먼저, 기판의 가장자리에서 수행하는 세그먼트 쇼브는 제9a도에 도시된 바와같이, 기판의 가장자리에 밀집되어 있는 세그먼트를 대상으로, 이들을 인접한 그리드상에 몰아놓음으로써 가용한 배선 채널을 확보하는 처리 과정이다.

그리고, 세그먼트 집중화는 제9b도에 도시된 바와같이, 채널내에서 세그먼트의 쏠림을 해소하고 가용한 배선 채널을 확보하도록 하는 처리 과정이다.

이러한 세그먼트 쇼브의 과정에서는 항상 설계 규칙 검증을 통해 배선 규칙의 위반, 즉 비어 및 배선 세그먼트간의 충돌 여부 검사와 이를 해결한다.

이것은 또한 혼잡도를 줄이고 충분한 배선 채널을 확보하도록 하는 역할을 수행한다.

[비어 삽입을 위한 고려 및 알고리즘]

비어는 그 직경이 일반 세그먼트의 폭보다 넓기 때문에 기판상에 비어를 삽입하기 위해서는 충돌 조건을 충분히 고려하여 신중하게 그 위치를 결정해야 한다.

본 발명에서는 이러한 비어의 삽입 가능 지점을 비어가 삽입되어야 하는 지점, 즉 세그먼트의 진행 도중 층을 바꾸어서 진행하는 경우의 격자 요소를 기준으로 판단하게 되는데, 이때 사용하는 정보는 비어의 간격, 비어와 배선 세그먼트 또는 패드 등과의 간격과 주위에 놓여있는 배선 세그먼트의 좌표만이 사용된다.

도면 제16도에서는 이러한 비어의 삽입을 위한 비어 삽입 가능 지점을 선택하는 방법을 보이고 있다.

본 발명에서는 비어의 삽입에 대해 그리드상의 후보 위치를 대상으로 가능한 지점에 대한 우선 순위를 설정해 놓고, 해당 지점들에 대한 배선 간격을 고려해서 결정을 내리게 된다.

도면에서 1차 시도는 최초 비어의 삽입 위치에 대한 우선 순위를 나타낸 것으로, 물론 배선의 층을 바꾸는 X지점이 최초 탐색 지점이 된다.

1차 시도에 해당하는 모든 지점에 대한 탐색이 종료되고 비어 삽입 지점의 선택에 실패했을 경우, 2차 시도에 해당하는 지점을 탐색하게 되는데, 이러한 유형으로 3차 시도 까지를 탐색하고, 실패했을 경우 세그먼트 쇼브 기법을 사용해서 가능한 비어 삽입 지점을 선택하게 된다.

동일한 배선 시도일지라도 배선 실패 지점으로부터 가까운 것이 탐색의 우선 순위를 지닌다.

이때 고려할 사항은 도면에서 주어진 번호를 대상으로 그 우선 순위를 정하되, 가급적 배선 세그먼트의 수를 적게 또는 배선 길이를 짧게 하는 것을 우선으로 비어 가능 지점을 탐색하게 하는 것을 원칙으로 하고 있다.

즉, 비어의 1차 시도에 해당하는 지점을 제외한 나머지 지점에는 주로 45도의 각 배선이 형성될 가능성이 다분한 지점이며, 2차 시도에 해당하는 지점들에서는 한개 이상의 배선 세그먼트가 추가될 가능성이 있는 지점들이다.

상기한 바와같이 본 발명의 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선기에 의하면, 자동 배선에서 가장 중요한 수동 배선 전문가의 지식이나 과정을 적절히 정리 및 알고리즘화하여 컴퓨터의 정보처리 모델로 전환함으로써 인쇄회로기판의 자동 배선 시스템을 구축하게 한다.

또한, 본 발명의 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동배선기에 의하면, 다양한 유형의 기판에 능동적으로 대처하도록 하는, 즉 기판의 크기, 모양, 층수, 사용되는 부품의 유형 등에 사용자의 개입없이 능동적으로 대처하도록 함과 동시에, 배선 완성도와 제작시의 오류를 최소화하도록 보장하는 양호한 배선 결과를 도출하는 자동 배선기를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선기에 의하면, 전역배선(global rounting)과 미세배선(detailed rounting)의 관점에서 전체적인 배선 완성도 제고는 물론, 개개의 배선 목표에 대한 배선 스케쥴과 영역 분할을 통해, 현재 배선 목표의 배선후에 나타나는 영향을 사전에 고려하고, 전체 기판위에 배선 패턴이 거의 균등하게 분포하도록 함으로써 배선 명목현상을 줄이고 배선의 최적성을 개선할 수 있다.

또한 본 발명의 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선기에 의하면, 인쇄회로기판상에서의 다발 패턴의 발견과 스케쥴을 자동화해서 수동 배선에 근접한 배선 효과를 도모할 수 있다.

또한 본 발명의 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선기에 의하면, 미세 배선 단계에 있어서, 목표지향 미로 배선 기법을 통해 주변 여건에 따라 능동적으로 배선 패턴의 진행을 스케쥴링하고 제어하는 새로운 배선 기법을 제시하여, 공간 운영의 효율화 및 배선 완성도를 높일 수 있게 한다.

또한 본 발명의 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동배선기에 의하면, 표면 실장 부품(SMC : Surface Mount Component), 핀 그리드 어레이 부품(PGA : Pin Grid Array), 커텍터 부품(Connector Component)등의 특수 배선 목표, 비어 최소화, T-형 접합, 마이터링(Mitring)등의 특수 배선 기법들을 위한 라이브러리를 구축해서 배선 전후에 발생하는 배선 패턴의 최적성과 유연화를 도모할 수 있다.

Claims (20)

1. 칩 또는 부품을 구성하는 모든 핀을 포함할 수 있는 직사각형에 대해 상하 좌우로 각각 소정 갯수의 그리드를 포함하는 영역으로 분할해서 채널을 구축하는 채널 구축 단계와 상기 채널 구축 단계에서 만들어진 채널들을 대상으로 연결되어야 하는 대상인 각 핀의 쌍에 대해 지리적으로 중간 단계에 있는 각 채널을 경유하는 경로중에서 최적인 것을 탐색하는 최적 경로 산출단계와 전체적인 의미의 배선 스케쥴을 수립하는 전역 배선단계와 상기 전역 배선 단계에 따라 세부적인 배선 스케쥴을 수립하는 미세 배선 단계와 상기 배선 단계에서 하나의 커넥션에 대해 배선이 끝나게 되면 층의 전환이나 필요없는 굴곡이 형성되어 있는 부분의 직선화 또는 세그먼트의 수를 줄여주는 배선 후처리 단계와 마이터링과 세그먼트 쇼브의 방법으로 패턴 유연화를 수행하는 미세 배선 관련 유연화 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 목표지향 미로탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선방법.
2. 제1항에 있어서, 상기의 채널 구축에 있어 칩 또는 부품이 차지하는 공간과 이들 간에 발생하는 여유 공간을 최대한으로 활용해서, 공간 이용도의 최적성과 배선 완성도 제고를 위해 0, 1, 2의 레벨로 분할해서 4단계로 채널을 구축함에 따라 인쇄회로기판 전체를 분할하는 것을 특징으로 하는 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선방법.
3. 제1항에 있어서, 상기의 최적 경로를 산출함에 있어 채널 구축단계에서 만들어진 채널들을 대상으로 각 채널의 혼잡도에 대한 정보와 맨해턴 거리를 이용해서 연결되어야 하는 핀의 쌍에 대해 최적 경로를 산출하는 것을 특징으로 하는 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 전역 배선에 있어 그 배선 단계를 4단계로 분할해서, (a) 전원 및 접지, 클럭 라인과 관련된 배선의 처리를 수행하고, (b) 커넥터 핀의 배선, 세 번째로 복잡한 부분의 배선, (c)나머지의 독립된 배선 또는 바다발 연결선을 배선하는 것을 특징으로 하는 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선방법.
5. 제1항에 있어서, 레벨 0에 해당하는 채널의 보유 정보를 이용해서, 각 부품별 및 지역별간 연결되어야할 연결선 정보에 따라 다발 패턴을 배선 목표로 설정하는 것을 특징으로 하는 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 미세 배선에 있어 그 배선 단계를 4단계로 분할해서, (a) 넷 및 커넥션 정보를 이용해서 각 부품을 기준으로 나머지 부품에 대한 부품 상호간 배선 연결 정보를 나타내는 커넥션 정보를 추출하고, (b) 부품 상호간 커넥션 정보를 통해 각 부품간에 형성된 커넥션 등에 대해, 맨해턴 거리가 짧은 것부터 정렬해서 배선을 시작하고, (c) 각 부품간에 형성된 커넥션 그룹에 대해, 이를 둘러싸는 펜스를 설치하며, (d) 이렇게 만들어진 펜스내에서 배선 시작점으로 부터 배선 끝점으로 가는 채널 경로의 스케쥴을 통해 목표 지향 미로 탐색 알고리즘을 수행하는 것을 특징으로 하는 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선방법.
7. 제1항에 있어서, 상기의 미세 배선에 있어 부품의 특성 정보를 활용해서 배선 출발점 및 끝점을 선택하는 것을 특징으로 하는 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선방법.
8. 제8항에 있어서, 상기의 배선 출발점 및 끝점은 SMC로부터 DIP 또는 PGA등으로 배선하고 핀 조밀도가 높은 배선 영역 또는 그룹에 속한 핀을 배선의 시작점으로 삼으며, 커넥터 부품으로부터 기타 부품으로 배선하는 것을 원칙으로 하는 것을 특징으로 하는 목표지향 미로탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선방법.
9. 제6항에 있어서, 상기의 전방향 미로 탐색의 미세 배선 스케쥴에 있어 (a) 두 터미널 중 시작점과 목표점을 결정하고, (b) 시작점의 관점에서 본 목표점의 상대적 위치를 사분면으로 나타내며, (c)상하 좌우의 네 방향중 두개를 주 진행방향, 나머지를 보조 진행방향으로 설정해서 배선 전략을 구성하는 것을 특징으로 하는 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선방법.
10. 제6항에 있어서, 상기의 펜스를 설치해서 배선 영역 및 탐색 공간을 제한함에 있어 4각형과 6각형의 펜스를 결정하여 운영하는 것을 특징으로 하는 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선방법.
11. 제10항에 있어서, 상기의 펜스를 설치함에 있어 시작점의 핀 터미널 그룹과 목표점의 핀 터미널 그룹의 상대적 위치 관계로부터, 두그룹의 지리적 격리도가 적은 경우, 또는 두 그룹을 포함하는 경제 사각형을 그렸을 때 사각형의 펜스를 설치해도 될 정도로 X축간 또는 Y축간의 거리가 충분히 짧을 경우에 사각형 펜스를 설치하는 것을 특징으로 하는 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선방법.
12. 제10항에 있어서, 상기의 펜스를 설치함에 있어 시작점의 핀 터미널 그룹과 목표점의 핀 터미널 그룹의 상대적 위치 관계로부터, 두그룹간의 격리도가 큰 경우에 대해 탐색 영역 축소 및 시간 절약을 위해 육각형의 펜스를 설치하는 것을 특징으로 하는 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선방법.
13. 제12항에 있어서, 동일 배열의 그룹에 대해 혼잡도 조건에 따라 두가지 육각 펜스 중, 해당 펜스의 소속한 채널들의 혼잡도 계수를 누적한 다음 이러한 혼잡도 계수의 누적치가 작은 쪽의 육각 펜스를 선택하여 설치하는 것을 특징으로 하는 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선방법.
14. 제6항에 있어서, 상기 펜스를 설치함에 있어 효율적인 채널 소비와 배선 영역 제한을 위해 핀그룹 가장자리에 있는 핀 또는 가장 외곽에 있는 핀으로부터 N/2+1만큼씩의 채널 확보를 통해 펜스를 설치하는 것을 특징으로 하는 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동배선방법.
15. 제14항에 있어서, 상기의 펜스 확장 단계를 최대 20단계까지 허용하는 것을 특징으로 하는 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선방법.
16. 제1항에 있어서, 하나의 배선 단계 종료시 후처리를 통해 층의 전환이 가능한 짧은 거리의 배선 패턴에 대해서, 그리드의 점유도가 12개 이하인 세그먼트에 대해 층전환을 수행하는 것을특징으로 하는 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선방법.
17. 제1항에 있어서, 상기 후처리 단계에 있어 층의 전환이나 세그먼트의 밀고 당김이 진행됨에 따라 발생하는 세그먼트의 굴곡을 없애는 것을 특징으로 하는 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동배선방법.
18. 제1항에 있어서, 상기 기판의 가장자리에 밀집되어 있는 세그먼트를 대상으로 이들을 인접한 그리드상에 몰아 놓음으로써 가용한 배선 채널을 확보하는 가장자리 세그먼트 쇼브를 실행하는 것을 특징으로 하는 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선방법.
19. 제1항에 있어서, 상기 기판의 채널내에서 세그먼트의 쏠림을 해소하고 가용한 배선 채널을 확보하도록 하는 세그먼트 집중화를 수행하여 세그먼트 쇼브가 이루어짐을 특징으로 하는 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선방법.
20. 제1항에 있어서, 상기 그리드상의 후보 위치를 대상으로 가능한 지점에 대한 1차, 2차, 3차 시도의 우선 순위를 설정해 놓고 비어를 삽입하는 것을 특징으로 하는 목표지향 미로 탐색에 의한 인쇄회로기판 자동 배선방법.