JP2006229088A - Method for preparing hard macro - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はハードマクロ作成方法に関するものである。 The present invention relates to a hard macro creation method.
近年、集積回路、特に半導体集積回路にあっては、その微細加工技術の進展により、半導体集積回路内の配線幅や隣接する配線間の間隔が縮小される傾向にある。これに対し、同半導体集積回路内の配線の膜厚については、配線抵抗の増加抑制やエレクトロマイグレーション等に起因する断線の防止を図る必要があることから、上記配線幅や隣接する配線間の間隔ほどには縮小が図られない。このため、集積回路の微細化につれて、絶縁層を介して配線と基板との間に形成される静電容量(カップリング容量)よりも、絶縁物を介して隣接する配線間に形成される静電容量(カップリング容量)の影響が大きなものとなりつつある。 In recent years, in an integrated circuit, particularly a semiconductor integrated circuit, the wiring width in the semiconductor integrated circuit and the interval between adjacent wirings tend to be reduced due to the progress of microfabrication technology. On the other hand, with respect to the film thickness of the wiring in the semiconductor integrated circuit, it is necessary to prevent an increase in the wiring resistance and to prevent disconnection due to electromigration. It cannot be reduced as much. For this reason, as the integrated circuit is miniaturized, the electrostatic capacitance (coupling capacitance) formed between the wiring and the substrate via the insulating layer is more likely to be formed between the adjacent wirings via the insulator. The influence of electric capacity (coupling capacity) is becoming large.
この隣接配線間に形成される静電容量の影響として、一方の配線の電位変化が他方の配線の電位を変化させるクロストークノイズがある。このクロストークノイズの影響が大きくなると、半導体集積回路が誤動作を起こす可能性が増大する。すなわち、グリッチ(ひげ)と呼ばれるノイズの発生によって順序回路の出力論理信号が論理反転を引き起こしたり、信号伝播速度の変化である遅延変動が生じることに起因して実際の動作速度が所望の動作速度からずれたものとなったりする。 As an influence of the capacitance formed between the adjacent wirings, there is crosstalk noise in which a potential change of one wiring changes a potential of the other wiring. When the influence of the crosstalk noise increases, the possibility that the semiconductor integrated circuit malfunctions increases. That is, the actual operation speed is set to the desired operation speed due to the occurrence of noise called a glitch that causes the logical output inversion of the output logic signal of the sequential circuit or the delay variation that is a change in the signal propagation speed. It may become out of place.
図9は、従来のハードマクロを含む半導体集積回路のレイアウトの一例を示す図である。
この図9に示すように、半導体集積回路100は、ハードマクロ900と、ハードマクロ102〜106と、スタンダードセル111〜114とを備えている。ハードマクロ900およびハードマクロ102〜106は、所定の機能を実現する機能ブロック(回路)であり、例えばCPUやRAM、ROM等の機能を有する。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a layout of a semiconductor integrated circuit including a conventional hard macro.
As shown in FIG. 9, the semiconductor integrated
図9において、ハードマクロ900の入出力端子901〜904は、それぞれ配線によってスタンダードセル111〜114に接続している。
入出力端子903、904は、接続するスタンダードセル113、114までの距離が短いため、クロストークノイズが発生する可能性は低い。これに対し、入出力端子901、902は、接続するスタンダードセル111、112までの距離が長いため、クロストークノイズが発生する可能性が高い。
In FIG. 9, the input /
Since the input /
そこで従来は、セルの配置およびセル間等の結線を所定間隔のグリッドを用いて行う汎用の自動配置配線ツールにおいても、こうしたクロストークノイズの対策として、次の手順、すなわち
(1)設計者側でクロストークノイズの上限値を設定する。
(2)カップリング容量および配線の抵抗を自動抽出する。
(3)全配線についてクロストークノイズを算出する。
(4)上記算出されたノイズが上記設定された上限値を超える場合に違反と判定する。
(5)違反と判定された箇所の両側の配線をグリッド所定間隔の2倍若しくはそれ以上に引き離す。
といった手順による設計手法がよく用いられている。
Therefore, conventionally, even in a general-purpose automatic placement and routing tool that performs cell placement and connection between cells using a grid at a predetermined interval, the following procedure is taken as a countermeasure against such crosstalk noise, that is, (1) designer side Use to set the upper limit of crosstalk noise.
(2) Automatically extract coupling capacitance and wiring resistance.
(3) Crosstalk noise is calculated for all wirings.
(4) When the calculated noise exceeds the set upper limit value, it is determined as a violation.
(5) Separate the wirings on both sides of the portion determined to be in violation to twice or more than the predetermined grid interval.
A design method based on the following procedure is often used.
また、グリッドを製造工程における最小加工精度の整数倍とならない間隔にする方法もある(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、前記従来の構成では、ハードマクロの入出力端子に接続する配線どうしにクロストークノイズが発生するときには、配線後に、ハードマクロの入出力端子に接続する配線どうしの間隔を拡大する必要がある。このため、ハードマクロの上等で配線リソースが少ない場合には、配線間のクロストークノイズを低減するために多大な工数が発生する場合があった。 However, in the conventional configuration, when crosstalk noise occurs between the wirings connected to the input / output terminals of the hard macro, it is necessary to increase the interval between the wirings connected to the input / output terminals of the hard macro after the wiring. . For this reason, when there are few wiring resources, such as on a hard macro, a lot of man-hours may occur in order to reduce crosstalk noise between wirings.
前記従来の課題を解決するために、本発明のハードマクロ作成方法は、配置配線情報を持つハードマクロを作成するに際し、第1の方向に沿った前記ハードマクロの端子どうしの間隔と、前記第1の方向に直交する第2の方向に沿った前記ハードマクロの端子どうしの間隔とを、あらかじめ定めたクロストーク許容値にもとづき決定するものである。 In order to solve the conventional problem, the hard macro creation method according to the present invention creates a hard macro having placement and routing information, and includes a distance between terminals of the hard macro along a first direction, and the first The interval between the terminals of the hard macro along the second direction orthogonal to the direction of 1 is determined based on a predetermined crosstalk tolerance.
このようにしたうえで、ハードマクロの端子に接続する配線間の間隔を拡大することができ、こうすることで、クロストークノイズを低減することができる。 In this way, the interval between the wirings connected to the terminals of the hard macro can be increased, and thus crosstalk noise can be reduced.
本発明の他のハードマクロ作成方法は、配置配線情報を持つハードマクロを作成するに際し、前記ハードマクロにおける第1の辺上の一対の第1の端子と、前記第1の辺と直交する第2の辺上の一対の第2の端子とについて、各第1の端子と各第2の端子との間をそれぞれ配線し、第1の端子どうしの間隔および第2の端子どうしの間隔と、配線どうしの間隔とを、あらかじめ定めたクロストーク許容値にもとづき決定するものである。 In another hard macro creation method of the present invention, when creating a hard macro having placement and routing information, a pair of first terminals on the first side of the hard macro and a first orthogonal to the first side. Wiring between each first terminal and each second terminal for the pair of second terminals on the two sides, the distance between the first terminals and the distance between the second terminals, The interval between the wirings is determined based on a predetermined crosstalk allowable value.
このようにしたうえで、ハードマクロの端子に接続する配線間の間隔を拡大することができ、こうすることで、クロストークノイズを低減することができる。 In this way, the interval between the wirings connected to the terminals of the hard macro can be increased, and thus crosstalk noise can be reduced.
本発明の半導体集積回路のレイアウト方法は、配置配線情報を持つハードマクロを備えた半導体集積回路のレイアウト方法であって、前記ハードマクロの端子と、この端子に接続するスタンダードセルまたはハードマクロの他の端子との距離を計算する配線長計算工程と、前記配線長計算工程において計算された距離から、あらかじめ定めたクロストーク許容値にもとづき配線長を判定する配線長判定工程と、前記配線長判定工程における判定結果にもとづいて、前記クロストーク許容値よりも配線長が長いと判定された端子についての配線経路を決定する長配線ハードマクロ配線工程と、前記長配線ハードマクロ配線工程において決定された配線経路以外の配線経路を決定する通常ネット配線工程とを有するものである。 A layout method of a semiconductor integrated circuit according to the present invention is a layout method of a semiconductor integrated circuit provided with a hard macro having placement and routing information, and includes a terminal of the hard macro and a standard cell or a hard macro connected to the terminal. A wiring length calculating step for calculating a distance to the terminal of the wiring, a wiring length determining step for determining a wiring length based on a predetermined crosstalk allowable value from the distance calculated in the wiring length calculating step, and the wiring length determination Based on the determination result in the process, the long wiring hard macro wiring process for determining the wiring path for the terminal determined to have a wiring length longer than the allowable crosstalk value, and the long wiring hard macro wiring process And a normal net wiring process for determining a wiring path other than the wiring path.
このようなレイアウト方法によって、クロストークノイズを低減することができる。 With such a layout method, crosstalk noise can be reduced.
本発明のハードマクロ作成方法によれば、ハードマクロの端子に接続する配線どうしの間隔を容易に拡大することができ、クロストークノイズを低減することができる。 According to the hard macro creation method of the present invention, the interval between wirings connected to the terminals of the hard macro can be easily increased, and crosstalk noise can be reduced.
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1にもとづく半導体集積回路100の概略平面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic plan view of a semiconductor integrated
図1に示すように、半導体集積回路100は、ハードマクロ101〜106と、スタンダードセル111〜114とを備えている。ハードマクロ101〜106は、所定の機能を実現する機能ブロック(回路)であり、たとえばCPUやRAM、ROM等の機能を有する。
As shown in FIG. 1, the semiconductor integrated
図1および図2に示すように、ハードマクロ101は、他のハードマクロやスタンダードセルと接続するための入出力端子107〜110を備えている。このうち、入出力端子107、108はそれぞれスタンダードセル111、112に接続し、入出力端子109、110はそれぞれスタンダードセル113、114に接続している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ここで、クロストーク許容値を、たとえば、長さLmaxまで並行に配線されたときのカップリング容量がCmax以下となることとする。
図示のようにハードマクロ101が矩形状であるとすると、このハードマクロ101において、矩形の一辺に沿った第1の方向と、この第1の方向に直交する第2の方向とを規定することができる。ここでは、第1の方向すなわち矩形の一辺の方向を垂直方向と称し、第2の方向すなわち矩形の他の辺の方向を水平方向と称する。
Here, it is assumed that the coupling capacitance when the crosstalk allowable value is wired in parallel up to the length Lmax is Cmax or less.
If the
このとき、入出力端子107〜110の垂直方向の間隔Dvを、たとえば、入出力端子107に接続する配線115と入出力端子108に接続する配線116とが長さLmaxまで並行に配線されたときのカップリング容量がCmax以下となるように決定する。
At this time, when the vertical interval Dv between the input /
また、入出力端子107〜110の水平方向の間隔Dhを、たとえば、入出力端子109に接続する配線117と入出力端子110に接続する配線118とが長さLmaxまで並行に配線されたときのカップリング容量がCmax以下となるように決定する。
Further, the horizontal distance Dh between the input /
このようにして入出力端子107〜110の間隔を決定することにより、入出力端子107〜110に接続する配線115〜118を直線状に配線した場合に発生するクロストークノイズを低減することができる。
By determining the interval between the input /
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2について説明する。図3は、本発明の実施の形態2にもとづく半導体集積回路100の概略平面図である。なお、図3において、実施の形態1にかかる半導体集積回路のものと同一の部分には、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic plan view of semiconductor integrated
ハードマクロ300は、図3および図4に示すように、他のハードマクロやスタンダードセルと接続するための入出力端子301〜304(外周部接続端子)を備えている。このうち、入出力端子301、303は水平配線305と垂直配線307により互いに接続され、入出力端子302、304は水平配線306と垂直配線308により互いに接続されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
ここで、クロストーク許容値を、たとえば、長さLmaxまで並行に配線されたときのカップリング容量がCmax以下となることとする。
このとき、水平配線305、306の垂直方向の間隔Dvを、水平配線305と水平配線306とが長さLmaxまで並行に配線されたときのカップリング容量がCmax以下となるように決定する。
Here, it is assumed that the coupling capacitance when the crosstalk allowable value is wired in parallel up to the length Lmax is Cmax or less.
At this time, the vertical distance Dv between the
また、垂直配線307、308の水平方向の間隔Dhを、垂直配線307と垂直配線308とが長さLmaxまで並行に配線されたときのカップリング容量がCmax以下となるように決定する。
Further, the horizontal interval Dh between the
このようにして、入出力端子301〜304の間隔、水平配線305、306の垂直方向の間隔、垂直配線307、308の水平方向の間隔を決定することにより、入出力端子301〜304に接続する配線305、306および配線307、308を直線状に配線した場合に発生するクロストークノイズを低減することができる。
In this way, the input /
ここでは、図3および図4における下辺上の入出力端子と右辺上の入出力端子とを配線で接続した例を示したが、下辺上の入出力端子と左辺上の入出力端子、上辺上の入出力端子と右辺上の入出力端子、あるいは、上辺上の入出力端子と左辺上の入出力端子の組み合わせでも同様である。 Here, an example in which the input / output terminal on the lower side and the input / output terminal on the right side in FIG. 3 and FIG. 4 are connected by wiring is shown, but the input / output terminal on the lower side, the input / output terminal on the left side, The same applies to the input / output terminal on the right side and the input / output terminal on the right side, or the combination of the input / output terminal on the upper side and the input / output terminal on the left side.
(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3について説明する。ここでは、上記において図3および図4を参照しながら実施の形態2について説明したハードマクロ300の変形例について説明する。図5は、本発明の実施の形態3にもとづく半導体集積回路100の概略平面図である。なお、図5において、実施の形態1や実施の形態2にかかる半導体集積回路のものと同一の部分には、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. Here, a modification of the
図6は、実施の形態3に係るハードマクロ500を示す。図5および図6に示すように、ハードマクロ500は、矩形状であって、図における右辺上の入出力端子301と下辺上の入出力端子303とを接続する配線305、307と、右辺上の入出力端子302と下辺上の入出力端子304とを接続する配線306、308とを、仮想レイヤ、つまり実際には使用しないレイヤで配線している。
FIG. 6 shows a
図5に示すように、入出力端子301はスタンダードセル111に接続されている。このように入出力端子301が接続されている場合には、配線305、307を実レイヤに置換する。
As shown in FIG. 5, the input /
一方、図5における入出力端子302は接続先がない。このような場合には、配線306、308は仮想レイヤのままにしておく。
次に、この実施の形態3の効果について説明する。この実施の形態3では、接続先のない配線は実レイヤに置換しないため、無駄な配線容量を付加することを防ぐことができる。
On the other hand, the input /
Next, the effect of the third embodiment will be described. In the third embodiment, since a wiring without a connection destination is not replaced with an actual layer, it is possible to prevent useless wiring capacity from being added.
(実施の形態4)
次に、本発明の実施の形態4について、図7および図8にしたがって説明する。図7は本発明の実施の形態4にもとづく半導体集積回路のレイアウト方法のフロー図、図8は本発明の実施の形態4にもとづく半導体集積回路の概略平面図である。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a flowchart of a semiconductor integrated circuit layout method according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 8 is a schematic plan view of the semiconductor integrated circuit according to the fourth embodiment of the present invention.
まず、図7の配線長計算工程700において、ハードマクロのすべての入出力端子について、このハードマクロの入出力端子と、この入出力端子に接続するスタンダードセルまたはハードマクロの他の入出力端子との距離を計算する。たとえば、図8に示すように、ハードマクロ800の入出力端子801がスタンダードセル810の入出力端子811に接続している場合に、その距離はD1となる。同様に、ハードマクロ800の入出力端子802がスタンダードセル812の入出力端子813に接続している場合に、その距離はD2となる。このようにして、ハードマクロ800のN個の入出力端子すべてについて、その入出力端子と接続するスタンダードセルまたはマクロセルの他の入出力端子との距離Di(i=1,2,・・・,N)を計算し、その最小値をDminとする。
First, in the wiring
次に、図7の配線長判定工程701において、あらかじめ定めたクロストーク許容値たとえば配線長Lmax1と、配線長計算工程700で計算した距離の最小値Dminとを比較し、DminのほうがLmax1より大きい場合は、クロストークノイズの発生の可能性が高い長配線ハードマクロであると判定する。
Next, in a wiring
次に、長配線ハードマクロ配線工程702では、配線長判定工程701において長配線ハードマクロであると判定されたハードマクロの入出力端子に接続するすべてのネットの配線を実行する。このとき、長配線ハードマクロに関わるすべての配線間の同じレイヤにおける間隔が、あらかじめ定めたクロストーク許容値、たとえば、Smax以上となるように、その配線を実行する。
Next, in the long wiring hard
最後に、通常ネット配線工程703において、残りのネットの配線経路を決定する。このとき、長配線ハードマクロに関わるすべての配線と同じレイヤにおける配線間隔が、あらかじめ定めたクロストーク許容値、たとえば、Smax以上となるように、その配線を実行する。これによって、配置配線情報を持つハードマクロのすべての入出力端子についての一対の端子どうしの間隔が、あらかじめ定めたクロストーク許容値にもとづき決定される最小間隔よりも大きい半導体装置が得られる。
Finally, in the normal
なお、この実施の形態4では、ハードマクロ800のすべての入出力端子について、このハードマクロ800の入出力端子と、この入出力端子に接続するスタンダードセルまたはハードマクロ800の他の入出力端子との距離を計算し、その最小値DminとLmax1とを比較しているが、これに限定されるものではない。たとえば、距離の最大値Dmaxや平均値DavrとLmax1とを比較してもよい。
In the fourth embodiment, with respect to all input / output terminals of the
次に、この実施の形態4の効果について説明する。この実施の形態4では、ハードマクロの入出力端子と接続する配線のクロストークノイズによるエラーの発生を予防することができるため、配線後にクロストークノイズによるエラーを修正する必要がなく、配線修正工数を削減することができる。 Next, effects of the fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, it is possible to prevent the occurrence of an error due to crosstalk noise of the wiring connected to the input / output terminal of the hard macro, so that it is not necessary to correct the error due to the crosstalk noise after wiring, and the wiring correction man-hours are eliminated. Can be reduced.
本発明のハードマクロ作成方法は、ハードマクロの入出力端子に接続する配線間に発生するクロストークノイズを容易に低減する機能を有し、半導体集積回路等におけるハードマクロ作成方法として有用である。 The hard macro creation method of the present invention has a function of easily reducing crosstalk noise generated between wirings connected to the input / output terminals of the hard macro, and is useful as a hard macro creation method in a semiconductor integrated circuit or the like.
100 半導体集積回路
101〜106 ハードマクロ
107〜110 入出力端子
115〜118 配線
300 ハードマクロ
301〜304 入出力端子
305〜308 配線
500 ハードマクロ
800 ハードマクロ
801、802、811、813 入出力端子
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ハードマクロの端子と、この端子に接続するスタンダードセルまたはハードマクロの他の端子との距離を計算する配線長計算工程と、
前記配線長計算工程において計算された距離から、あらかじめ定めたクロストーク許容値にもとづき配線長を判定する配線長判定工程と、
前記配線長判定工程における判定結果にもとづいて、前記クロストーク許容値よりも配線長が長いと判定された端子についての配線経路を決定する長配線ハードマクロ配線工程と、
前記長配線ハードマクロ配線工程において決定された配線経路以外の配線経路を決定する通常ネット配線工程とを有することを特徴とするハードマクロを備えた半導体集積回路のレイアウト方法。 A method for laying out a semiconductor integrated circuit having a hard macro having placement and routing information,
A wiring length calculation step for calculating a distance between the terminal of the hard macro and another terminal of the standard cell or the hard macro connected to the terminal;
From the distance calculated in the wiring length calculation step, a wiring length determination step for determining a wiring length based on a predetermined crosstalk tolerance,
Based on the determination result in the wiring length determination step, a long wiring hard macro wiring step for determining a wiring path for a terminal determined to have a wiring length longer than the allowable crosstalk value;
And a normal net wiring step for determining a wiring route other than the wiring route determined in the long wiring hard macro wiring step.
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