JP2566788B2 - プリント板の配線方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 部品配置されたランド間の接続を、相対的な交差評価
を行いながらプリント板の系全体で交差を最少化するこ
とにより、最適化するプリント板の配線方式に関し、 無駄なビアの発生や未配線と言う事態を招くことな
く、配線長を可能なかぎり短くできるプリント板の配線
方式を提供することを目的とし、 （ａ）プリント板全体又はプリント板を分割して作成
されたブロック領域における複数の接続点系列の各々に
対して、接続すべき２点間を含む多角形領域の列を作成
し、（ｂ）プリント板全体又はブロック領域における上
記多角形領域の交差状態を調べることにより、交差領域
と交差数を求め、（ｃ）接続すべき２点の一方の点から
他方の点に至る複数の交差領域列の内から、最も交差数
の和が小さくなる交差領域列を求め、当該交差領域列を
２点間を結ぶための領域径路とすることを構成要件とし
ている。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、部品配置されたランド間の接続を、相対的
な交差評価を行いながらプリント板の系全体で交差を最
少化することにより、最適化するプリント板の配線方式
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の自動配線処理方式は自己型またはイベント型で
あった。自己型とは他の領域や接続系を考慮せずに配線
処理を行う方法であり、イベント型とは配線後の占有領
域など後のことを考慮せずに配線を行う方法である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の自動配線方式は、自己型またはイベント型であ
るため、他の関係付けによる相関度が把握されていない
ので、配線順序による依存度が大きく、配線領域内にお
ける配線経路によって領域内における未配線が発生する
要因が大きい。特に、領域内の配線密度が高密度になる
に従い接続系の相互の領域占有を考慮して配線する必要
があり、従来方式では上記が考慮されていない為、未配
線の発生確率が高い。未配線の発生原因は、無駄なビア
（ViA）の発生及び領域（有効配線領域）内の配線径路
形状が相互に配線径路を阻害していることに起因する。

本発明は、この点に鑑みて創作されたものであって、
無駄なビアの発生や未配線と言う事態を招くことなく、
配線長を可能なかぎり短くできるようになったプリント
板の配線方式を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理図である。本発明のプリント板
の配線方式は、 （ａ） プリント板全体又はプリント板を分割して作成
されたブロック領域における複数の接続点系列の各々に
対して、接続すべき２点間を含む多角形領域の列を作成
し、 （ｂ） プリント板全体又はブロック領域における上記
多角形領域の交差状態を調べることにより、交差領域と
交差数を求め、 （ｃ） 接続すべき２点の一方の点から他方の点に至る
複数の交差領域列の内から、最も交差数の和が小さくな
る交差領域列を求め、当該交差領域列を２点間を結ぶた
めの領域径路とする ことを構成要件としている。

〔実施例〕

第２図はプリント板の領域分割を説明する図である。
プリント板は、例えばマイクロプロセッサ部、メモリ回
路部、LSI部、ドライバ回路部のように、機能別に複数
のブロック領域に分割される。

第３図はブロック領域における交差領域と交差数の例
を示す図である。図において、小さな○印はランドを示
し、点線は接続すべき２個のランド間の配線を示してい
る。ランドLA1とLA2を結ぶ線分を対角線とする矩形はＡ
で示され、ランドLB1とLB2を結ぶ線分を対角線とする矩
形はＢで示される。以下、図示の通りである。ランドLA
1とLA2を結ぶ配線は、配線径路が矩形領域Ａの中に存在
するように行われる。第３図のブロック領域の中に記入
されているアラビヤ数字は交差数を表している。例え
ば、矩形Ａは、矩形C,矩形D,矩形Ｅと重なり合ってい
る。重合いの深さを示す数を交差数と言う。

第４図はランドLA1とランドLA2を結ぶ配線径路の求め
方を説明するための図である。第４図（ａ）は最短矩形
領域Ａの中の交差領域と交差数を示している。領域Ａ−
１の交差数は１であり、領域Ａ−２の交差数は２であ
り、領域Ａ−３の交差数は３であり、領域Ａ−４の交差
数は３であり、領域Ａ−５の交差数は３であり、領域Ａ
−６の交差数は２であり、領域Ａ−７の交差数は３であ
る。

最短矩形領域Ａにおいて、ランドLA1からLA2に至る配
線可能径路をその中に含む交差領域列と、交差領域列に
おける交差数の和を求める。例えば、Ａ−１→Ａ−６→
Ａ−７の交差領域列の交差数の和は１＋２＋３＝６であ
り、Ａ−１→Ａ−２→Ａ−５→Ａ−７の交差領域列の交
差数の和は１＋２＋３＋３＝９であり、Ａ−１→Ａ−２
→Ａ−３→Ａ−４→Ａ−７の交差領域列の交差数の和は
１＋２＋３＋３＋３＝12である。ランドLA1からLA2に至
る配線可能径路をその中に含む交差領域列の中で最も交
差数の和の小さい交差領域列は、Ａ−１→Ａ−６→Ａ−
７の交差領域列である。

第４図（ｂ）のＡ′は交差領域Ａ−1,A−6,A−７で作
られた領域を示す。ランドLA1とLA2の区間を接続する配
線パターンは、領域Ａ′の中に存在するような形状とさ
れる。２点間を接続するための配線パターンを設置する
ことが許される領域を、領域径路と言う。なお、最も交
差数の和が小さい交差領域列が複数個存在する場合に
は、その内の最も面積の小さいものを選択する。第４図
（ｃ）は配線パターンの候補の１例を示す。この配線パ
ターンは領域Ａ′の上側を囲むものであるが、配線パタ
ーンは図示のものの外にテーブル化されていて複数個用
意される。

ブロック領域内における矩形領域B,C,…についても、
矩形領域Ａに対して行ったのと同じ処理を行う。全ての
矩形領域A,B,C,…に対して配線パターンの候補を求めた
後、これらの配線パターンを使用してブロック領域の配
線を行う。

第５図は接続点の列に対応する矩形領域の列の１例を
示す図である。同図において、点線で繋がれたランドは
同一の電位である。接続点の系列L1,L2,…,L7に対応し
て矩形領域の列A1,A2,…,A6を作成する。矩形領域A1は
ランドL1とL2を結ぶ線分を対角線とする矩形であり、矩
形領域A2はランドL2とL3を結ぶ線分を対角線とする矩形
である。以下、図示の通りである。矩形領域の列A1,A2,
…,A6の中に、ランドL1,L2,…,L7を結ぶ配線径路が存在
するように、配線設計される。

第６図は本発明の配線処理の流れを示す図である。

ステップ10: プリント板を機能別、例えばMPU回路部，メモリ回路
部,LSI回路部，ドライバ回路部と言うように、回路を構
成する各機能を単位とした領域分割を行う。

ステップ20: ステップ10で示された処理で領域分割されたブロック
領域に関し、ブロック領域内に含まれる接続関係にある
系の最短径路を演算処理し、それらの系を接続する最短
多角形分解を仮径路として処理する。

ステップ30: ステップ20で決められた仮径路で構成される最短多角
形の一辺を含む最短矩形領域の列を作成する。

ステップ40: ステップ10によって作成された他の接続すべき系に対
しても同様にステップ30の処理を行う。

ステップ50: ステップ30又はステップ40で発生した最短矩形領域の
列の相互交差領域と交差数を演算処理し、評価する。

ステップ60: 最短矩形領域について、二点を結ぶ配線径路を含み得
る複数の交差領域列を求めると共に、各交差領域列にお
ける交差数の和を算出する。

ステップ70: 交差数の和が同一である交差領域列があるか否かを調
べる。交差数の和が同一の交差領域列が存在する場合に
は、ステップ110で示すように、面積の小さい交差領域
列を優先する。

ステップ80: 最短矩形領域において、交差数の和が最も小さい交差
領域列により形成される領域を領域径路として選択す
る。

ステップ90: ステップ80の処理により、交差数の和が最少となる交
差領域列（領域径路）が決定されるが、実配線径路を決
めるために、領域径路を囲む外形径路を優先径路とす
る。また、領域径路内で変形径路を決める。

ステップ100: 交差を最少化する自動配線の径路を決定する。以上の
処理により、仮想的な径路によって交差を最少化し、そ
れによって領域内を最適化する自動配線処理の径路決定
処理が行われる。

第７図は接続点系列に対する矩形領域列の他例を示す
図である。接続点の系列L1,L2,…,L8の重心を求める。
重心を通るＸ軸に並行な線を引き、この線を基幹ライン
とする。各接続点L1,L2,…L8から基幹ラインに対して垂
線を下ろす。例えば、接続点L1から下ろした垂線と基幹
ラインの交点をP3とし、接続点L2から下ろした垂線と基
幹ラインの交点をP6とする。点P3,P6,L2,C1で構成され
る矩形をA1とし、点P6,P7,C2,L2で構成された矩形をA2
とする。同様にして、矩形A3,A4,…,A8を作成する。接
続点系列L1,L2,…,L8に対する矩形領域列は、A1,A2,…,
A8となる。

第８図は接続すべき２点を囲む領域の他例を示す図で
ある。第８図に示すように、接続すべき２点を囲む領域
を、始点と終点を結ぶ線分を対角線とする平行四辺形と
しても良い。平行四辺形の斜め線分は例えば45度とされ
る。第８図では、このような平行四辺形領域と矩形領域
とが混在している。

第２図に関する説明では、プリント板は機能単位に分
割されるとしているが、基本分割数を決め、単純分割
（例えばプリント板の総面積を20等分し、部品の区切り
の良い所で多角形的な領域）としても良い。また、総有
効配線領域を全プリント板に対して算出し、部品配置さ
れた部品間の接続関係において、最短径路を仮径路とし
て領域占有率を垂直または水平成分別に把握し、それら
が近似的に均等化するようにブロック分割しても良い。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、 （ａ） 相対的な領域交差をプリント板全体または分割
されたブロック領域内で評価しながら、径路推論および
径路決定が可能となる。

（ｂ） 順序性に依存しない自由な予測が可能となり、
無駄なビアが発生しない。そのために、ビアの最適化が
可能となる。

（ｃ） プリント板またはブロック領域における高密度
配線処理の自動配線率が向上する。

（ｄ） 表面実装部品搭載の自動配線処理の層分割に有
効である。

（ｅ） LSIやVLSIの自動配線処理に有効である。

等の顕著な効果を奏することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、第２図はプリント板の領域分
割を示す図、第３図はブロック領域における交差領域と
交差数の例を示す図、第４図はランドLA1とランドLA2を
結ぶ配線径路の求め方を説明するための図、第５図は接
続点系列に対する矩形領域列の１例を示す図、第６図は
本発明の配線処理の流れの１例を示す図、第７図は接続
点系列に対する矩形領域列の他例を示す図、第８図は接
続すべき２点を囲む領域の他例を示す図である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ） プリント板全体又はプリント板を
   分割して作成されたブロック領域における複数の接続点
   系列の各々に対して、接続すべき２点間を含む多角形領
   域の列を作成し、 （ｂ） プリント板全体又はブロック領域における上記
   多角形領域の交差状態を調べることにより、交差領域と
   交差数を求め、 （ｃ） 接続すべき２点の一方の点から他方の点に至る
   複数の交差領域列の内から、最も交差数の和が小さくな
   る交差領域列を求め、当該交差領域列を２点間を結ぶた
   めの領域径路とする ことを特徴とするプリント板における配線方式。