JPH10135339A - 自動配置配線方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設計効率の向上を図れる自動配置配線方法を
提供する。 【解決手段】 階層レイアウト手法にてＬＳＩの設計を
行うに際し、未設計モジュール及び既設計モジュールに
対して配置配線の設計を自動的に行う自動配置配線方法
において、各モジュールの相対配置から概略配線グラフ
を作成する第１工程と、電源供給セルに対して、モジュ
ール部分集合を決定する第２工程と、各モジュール部分
集合での径路、配線幅、未設計モジュールの端子位置及
び既設計モジュールの方向性を決定する第３工程と、モ
ジュール間配線領域推定と未設計モジュールの端子位置
を決定する第４工程とを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＳＩ設計におい
て階層的に設計を行っていく際のフロアプランニング工
程での自動配置配線方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記ＬＳＩ設計においては、ＬＳＩへの
搭載回路規模の増大化や多機能化により、一チップに搭
載される回路を部分回路に分け、下位階層から順にレイ
アウトを行なっていく階層レイアウト手法が採られるよ
うになってきている。

【０００３】この階層レイアウト手法では、上位階層か
ら下位階層に向かって、つまりトップダウンに向かっ
て、各階層における部分回路（モジュール）の構成、そ
れらの相対配置と形状の決定、及び入出力端子の位置を
求めるフロアプランニング工程と、下位階層から上位階
層に向かって、つまりボトムアップに向かって、フロア
プランニングした結果に基づいて詳細な信号線や電源配
線等の配置配線の設計を実行していく工程とから構成さ
れる。上記フロアプランニング工程は、大局的にチップ
面積や電気的特性の最適化を担う部分であり、モジュー
ルの形状や相対位置などを求めることが行われる。

【０００４】電源配線は、各モジュールを電気的に動作
させるために必要となる特殊な配線である。この電源配
線の設置については、チップの外部から電源を供給する
ため、チップの最外部に電源供給用のセルを配置し、そ
こから内部の各モジュールに対して電圧を与えるような
構成が採られる。このような電源配線は、物理的に通常
の信号線以上の幅を有する。また、電源配線の種類は、
回路を構成する素子により異なるが、通常は二種類以上
のネット、たとえばＶＣＣ又はＶＤＤの正極電位とＧＮ
Ｄ又はＶＳＳの負極電位のネットから構成される。電源
配線の実現に際しては、二層金属配線が採用されるが、
どちらか一方の層を優先して使用することで二層間を接
続するコンタクトを削減する手法が提案されている
（Ｍ．Ｍ−Ｓａｄｏｗｓｋａ ａｎｄ Ｔ Ｔ．Ｔａｒ
ｎｇ，”Ｓｉｎｇ−Ｌａｙｅｒ Ｒｏｕｔｉｎｇ ｆｏ
ｒ ＶＬＳＩ：Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ａｌｇｏｒ
ｉｔｈｍｓ”ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． ｏｎ ＣＡＤ，
ｐｐ．２４６−ｐｐ．２５９．１９８３）。また、電源
配線の線幅についても、各モジュールでの論理動作に着
目し、信号のスイッチング回数から消費電流を算出し、
その算出値に応じて配線幅を変える手法が提案されてい
る（特開平１−２４８６４０号）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記フロア
プランニング工程では、実際のレイアウトを行なうこと
なく正確なチップ面積の推定および電気的特性の最適化
を行うことを目的として、未設計のブロックの面積や形
状及び外部端子の位置、これらの相対配置、並びに既設
計のモジュールの方向性や相対配置等の各事項を求め
る。このような上記事項の最適化は、チップ面積がモジ
ュールの形状とモジュール間の配線とによって決定され
るため必須となる。特に、電源配線は、通常の信号線よ
りも幅が広いため、モジュール間の配線領域の面積を決
定する要因となる。また、各モジュールが電気的に安定
して動作するためには、電源設計を行うこと、つまり実
レイアウトでの電源容量などを考慮して配線径路を決定
することが重要である。

【０００６】しかしながら、以上のような各事項などの
決定は、従来、人手により行なっていたため、ＬＳＩ設
計を効率よくできないという問題があった。

【０００７】本発明は、このような従来技術の課題を解
決すべくなされたものであり、設計効率の向上を図れる
自動配置配線方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の自動配置配線方
法は、階層レイアウト手法にてＬＳＩの設計を行うに際
し、未設計モジュール及び既設計モジュールに対して配
置配線の設計を自動的に行う自動配置配線方法におい
て、各モジュールの相対配置から概略配線グラフを作成
する第１工程と、電源供給セルに対して、モジュール部
分集合を決定する第２工程と、各モジュール部分集合で
の径路、配線幅、未設計モジュールの端子位置及び既設
計モジュールの方向性を決定する第３工程と、モジュー
ル間配線領域推定と未設計モジュールの端子位置を決定
する第４工程とを含み、そのことにより上記目的が達成
される。

【０００９】本発明の自動配置配線方法における前記第
２工程において、各モジュールの相対配置が決定した後
の配線領域上で、電源の供給元から供給されるモジュー
ルの集合を配線領域を境にして二分割を繰り返すことに
より、電源の供給元からの推定消費電力が均等に分散さ
れるように、モジュールから構成される部分集合を決定
するのが好ましい。

【００１０】本発明の自動配置配線方法における前記第
４工程で未設計モジュールの端子位置及び配線径路が決
定していない場合において、各モジュールの集合毎に電
源配線の概略径路を決定する際に電源配線以外の信号線
の概略径路を決定し、各配線領域での配線混雑度をその
配線領域を通過する信号線数で見なした上で、全体のチ
ップ面積が小さくなるように電源配線の径路を決定する
のが好ましい。

【００１１】本発明の自動配置配線方法における前記第
３工程の未設計モジュールの電源端子位置を決定する場
合において、全体のチップ面積が小さくなるように未設
計モジュール内とモジュール間での配線領域の階層を越
えて電源配線径路を決定しつつ、端子位置の再割り付け
を行なうことでモジュール間配線領域の推定精度を向上
させるのが好ましい。

【００１２】本発明の自動配置配線方法における前記第
３工程の既設計モジュールの方向性を決定する場合にお
いて、電源配線と信号線の概略径路とから全体のチップ
面積が小さくなるように、既設計モジュールの方向性を
変えて最適な方向性を決定するのが好ましい。

【００１３】以下に本発明の作用を説明する。

【００１４】本発明にあっては、フロアプランニングに
おいて各モジュール（未設計及び既設計）の相対配置が
決定した後の配線領域上で電源配線の径路決定を行う。
その時、まず全体のチップ面積が小さくなるように、電
源の供給元から供給されるモジュールの集合を大局的に
決定した後、各モジュールの集合毎に概略径路及び配線
幅を求める。電気的に必要となる配線幅をこの時点で求
めることで、通常の信号線の径路最適化（未設計モジュ
ールの端子位置決定）が実レイアウトに近い形で行なえ
る。

【００１５】ここで、電源の供給数については、特に制
約を与えず各電源供給元の容量を制約として与えるだけ
で、径路決定を行なうものである。

【００１６】モジュール間配線領域は、必要最低限の領
域の推定が行なえるようにする。特に、電気的に重要と
なる電源配線は幅が通常信号線の最大で数百倍となるた
め、従来のフロアプラン技術では推定も困難となること
から、厳密な電源端子位置を決定し、配線領域の推定を
行なっている。また、既設計モジュールについては、電
源配線を対象として最適となる方向性を決定する。

【００１７】以上のように、本発明では、フロアプラン
ニング工程において、配線面積に最も依存する電源配線
を主に径路及び配線幅を最適化するもので、かつ未設計
モジュールについては電源端子位置、既設計モジュール
については、方向性を決定するものである。この本発明
を用いると、モジュールの動作といった電気的に重要な
項目を考慮した上で、チップ製造上重要となる面積の最
小化を図ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図面
に基づいて説明する。

【００１９】図１は、本発明によりフロアプランニング
を行なうブロックのレイアウトモデルを示す図である。

【００２０】各ブロックの形状は任意の大きさの矩形で
あり、あらかじめ設計が行なわれる前の段階で目標とな
る大きさ、たとえば横方向×縦方向の寸法が与えられて
いる。ブロック内部には、ブロックの動作を行なうモジ
ュール（未設計モジュールと既設計モジュールを含む）
の相対配置が与えられている。ここで、未設計モジュー
ルと既設計モジュールとの違いは、その内部のレイアウ
トパターンがフロアプランニング前に決定しているか否
かの違いである。

【００２１】モジュールの構成は、チップレベルと中間
レベルとで異なる。つまり、チップレベルでは、入出力
用セル（たとえば、通常の信号線用の入出力用セルおよ
び電源供給用の入出力用セル）の相対的な位置が与えら
れ、一方、中間レベルでは、物理的に接続を行うための
端子（たとえば、通常の信号線用の端子および電源供給
用の端子）の相対的な位置が与えられている。各モジュ
ールは、任意の大きさの矩形であり、最終的にはその矩
形の周辺には、接続のための端子が配置される。ただ
し、各モジュールの内部での消費電流は、あらかじめ決
定しているものとする。

【００２２】また、未設計モジュールは、そのレイアウ
トモデルの違いにより扱いを分ける。上下に信号線用端
子が存在し、同一高さのセルでアレイ状に配置／配線す
るものをスタンダードセルブロックと呼ぶ。また、任意
の大きさの矩形形状であり、４辺に信号線用端子が存在
するブロックを配置／配線するものをビルドアップブロ
ックと呼ぶ。ここで、ビルドアップブロックは、前述し
たチップの中間レベルを構成する。また、電源配線およ
び信号線配線に関しては、２層配線を用いてセル上配線
を行なうものとする。

【００２３】次に、本発明の実施形態に係る自動配置配
線方法を説明する。

【００２４】図２は、本発明の自動配置配線方法を示す
工程図である。図３は図２よりも詳細に第１工程〜第２
工程について説明する工程図、図４は図２よりも詳細に
第３工程〜第４工程について説明する工程図である。

【００２５】なお、本発明の実施より前に、予め入力情
報として、モジュール及び入出力セル間の接続要求（ネ
ットリスト）、相対配置の決まったモジュール、各モジ
ュールの消費電流量、電源供給元のセルに対する最大電
流容量、および併合禁止モジュール集合などが入力情報
として与えられているとする。また、以下では入出力セ
ルの場合について説明する。

【００２６】本発明方法では、第２図に示すように、第
１工程において、各モジュールの相対配置から概略配線
グラフを作成する。

【００２７】次に、第２工程において、電源供給セルに
対して、モジュール部分集合を決定する。

【００２８】次に、第３工程において、各モジュール部
分集合での径路及び配線幅決定を行なう。また、未設計
モジュールの端子位置及び既設計モジュールの方向性の
決定も行なう。

【００２９】次に、第４工程において、通常の信号線に
ついての最短径路での概略配線の設計を行ない、各辺の
配線容量を算出する。また、未設計モジュールの通常信
号用の端子位置も決定する。

【００３０】以下に、各工程について、詳細に述べる。
ここで、レイアウトモデルとしては、前述の図１のもの
を参照する。

【００３１】（第１工程）この工程は、図３に示すよう
に、各モジュールの相対位置からの概略配線グラフを作
成する工程である。

【００３２】予め入力されている情報としては、図３に
示すように、各モジュールに関してフロアプランニング
を行なう領域が矩形であること、総ての未設計モジュー
ルの形状が決定していること、また、矩形内部に各モジ
ュールが接することなく配置されることなどが既に与え
られている。

【００３３】本工程では、上記入力情報に基づいて、概
略配線を各々表現する以下の三種類のグラフモデルの各
々を作成する。

【００３４】（１） フロアプラングラフ このフロアプラングラフは、図５に示すように、モジュ
ール間の相対配置と配線チャネルとを表現するグラフで
ある。このフロアプラングラフの作成に際して、頂点ａ
に関してはモジュール配置よりその位置情報が与えら
れ、辺ｂに関しては頂点間の距離情報が与えられてい
る。

【００３５】（２） 径路探索グラフ この径路探索グラフは、図６に示すように、上記フロア
プラングラフに径路探索のための頂点ａ１と辺ｂ１を加
えたグラフである。加える頂点には、既設計モジュール
の端子に対応するものと、未設計モジュールにおける端
子位置決定用のもの及びモジュール内配線に利用するモ
ジュール内部分グラフ用のものとがある。この場合もフ
ロアプラングラフと同様に、頂点には位置情報が、辺に
は頂点間の距離情報が与えられている。

【００３６】（３） チャネルポジショングラフ チャネルポジショングラフは、図７に示すように、モジ
ュールと配線チャネルの相対位置を表現するグラフであ
る。頂点はモジュールに対応し、辺はチャネルに対応す
る。破線による水平方向のチャネルポジショングラフ
と、実線による垂直方向のチャネルポジショングラフの
二種類がある。

【００３７】以上の各グラフの作成は、モジュールの辺
に沿って水平方向及び垂直方向に分割線を定義すること
によって得られる矩形領域（タイル）の接続関係によっ
て行われる。

【００３８】（第２工程）この工程は、図２および図３
に示すように、電源供給セルに対しての部分集合を決定
する工程である。

【００３９】図８は第２工程の処理前の状態、つまり各
同位電源供給セルの集合に対して、モジュール部分集合
割り付け前の状態を示したものである。図９および図１
０は第２工程の処理後を示す。図９は電源供給セルがＶ
ＣＣの場合であり、図１０は電源供給セルがＧＮＤの場
合である。ここで、図中のＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４およ
びＤ５は、図１に示した既設計モジュールを示し、Ｓ１
およびＳ２は同様に未設計モジュールを示し、Ｐ１およ
びＰ２は電源供給セルを示し、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３および
Ｇ４は同様に入出力用セルを示す。

【００４０】この工程において、各同位電源供給セルの
集合に対して、部分集合を決定する。部分集合の決定
は、以下の方法に従って行う。

【００４１】まず、図５に示したフロアプラングラフの
辺ｂに沿って、フロアプラン領域を階層的に水平方向及
び垂直方向に分割を繰り返す。分割された部分集合領域
は矩形となる。

【００４２】次に、分割された部分集合領域内に一つの
電源供給セルが含まれ、かつ、一つ以上のモジュールが
含まれた状態で分割処理を完了する。このとき、分割さ
れた部分集合領域内での消費電流量の和が等しくなるよ
うに分割位置を調整する。

【００４３】次に、分割処理が完了の後、電源供給セル
が内部に含まれていない部分集合を隣接する部分集合へ
併合する。

【００４４】以上の処理により、一つの電源供給セルに
対して供給されるモジュールの部分集合が決定する。こ
の時点では、各配線幅は、最小必要電流量に対応した値
を必要幅とする。

【００４５】（第３工程）この工程は、図２および図４
に示すように、モジュール部分集合での径路及び配線
幅、未設計モジュールの端子位置、並びに既設計モジュ
ールの方向性を決定する工程である。決定されたもの
が、図１１に示す図である。

【００４６】まず、第２工程で求めた一つの電源供給セ
ルに対するモジュール集合間での配線径路の決定を行な
う。処理概要は、以下の通りである。

【００４７】（１） 端子順序付け 各ネット毎の端子の配線順序は、まず既設計モジュール
の端子の中で、モジュールを頂点と見なしてその頂点間
距離の最小のものから順に行ない、最後に未設計モジュ
ールの端子につき行なうように順序付けを行なう。この
順序付けを示すのが、図１２、図１３である。図１２は
ＶＣＣ側の配線順序を決定する場合であり、図１３はＧ
ＮＤ側の配線順序を決定する場合である。

【００４８】（２） 配線径路及び端子位置の決定 配線径路の決定は、径路探索グラフに既設計モジュール
周辺に探索電源用の頂点を付加した、図１１に示すグラ
フ上でのコスト最小迷路法を用いて行なう。

【００４９】この迷路法は、二端子間の最小コスト（最
小距離）径路を求めるのに適しており、多端子ネットへ
の応用は端子の配線順序に従い、端子と探索済み径路と
の間の径路探索を行ない解を求める。

【００５０】迷路法の始点および終点の設定は、図１
４、図１５に示すように行う。すなわち、電源供給セル
と探索済み径路の場合があるが、電源供給セルの場合は
端子を始点とする。また、未設計モジュールの場合は、
隣接する径路探索グラフの四隅の頂点を終点とする。既
設計モジュールの場合は、頂点を終点とする。探索済み
径路については、配線径路上の径路探索グラフの頂点を
全て終点とする。図１４、１５中の１〜４の番号は、そ
の順序を示す。

【００５１】また、決定した径路に対しては、第２工程
で求めた配線幅を各グラフの配線チャネル幅とする。基
本的には、最短での径路を決定することになるが、径路
探索グラフのチャネル幅をチャネルポジショングラフに
割り付け、フロアプランニング領域が最小となるよう
に、つまりチップ面積が最小となるように径路改善を行
なう。

【００５２】ここで、迷路法で用いる図１１のグラフの
コストを計算する。すなわち、図１６に示すように、未
設計ブロック内部分グラフ以外の辺のコスト（Ｃｃｈａ
ｎｎｅｌ）、既設計ブロック内部分グラフのコスト（Ｃ
ｄｃｅｌｌ）、および未設計ブロック内部分グラフのコ
スト（Ｃｓｃｅｌｌ）を以下の１式〜３式で計算する。

【００５３】Ｃｃｈａｎｎｅｌ＝Ｌｅｄｇ …（１） Ｃｄｃｅｌｌ＝ａ×Ｌｅｄｇ …（２） Ｃｓｃｅｌｌ＝ｂ×Ｌｅｄｇ …（３） 但し、ａ：重み付け係数 ｂ：重み付け係数 Ｌｅｄｇ：径路探索グラフでの長さ また、チャネルポジショングラフの辺のコスト（Ｃｃｐ
ｇｉ）を以下の４式および５式で計算する。上記Ｃｃｐ
ｇｉおよび下記Ｂｗｉ−１、Ｂｗｉ＋１、Ｃｗの各記号
については、図７に示す。

【００５４】 Ｃｃｐｇｉ＝Ｂｗｉ−１／２＋Ｂｗｉ＋１／２＋Ｃｗ …（４） Ｃｗ＝Σ（Ｗｔｉ＋Ｄ）＋Ｄ …（５） 但し、Ｂｗｉ−１：辺の左（下）のモジュールの水平方
向幅（または垂直方向高さ） Ｂｗｉ＋１：辺の右（上）のモジュールの水平方向幅
（または垂直方向高さ） Ｃｗ：配線チャネル幅 Ｗｔｉ：辺を通過している電源線幅 Ｄ：幅広線端間デザインルール 次に、既設計モジュールの方向性につき、フロアプラン
ニング時に指定されているもの以外を、以下の方法によ
り決定する。

【００５５】方向性の選択には８通り存在するが、基本
的には、既設計モジュール（Ｄ１）の場合を例に挙げる
と、図１７に示すように４通りの全てを試行し、配線長
が最短もしくは折れ曲がり数が最小のものを選択する。
これにより、チップ面積を小さくすることが可能とな
る。

【００５６】未設計モジュールについては、径路決定し
た結果を用いて電源端子位置を決定する。この時点で、
未設計モジュールの端子は、径路探索グラフの頂点に割
り付けられている。未設計モジュールは、ビルドアップ
ブロックもしくはスタンダードセルブロックの場合があ
る。

【００５７】ここでスタンダードセルブロックの場合、
内部の電源配線のパターンは、図１８に示すように、端
子位置により変わる。すなわち、電源端子がスタンダー
ドセルブロックの外部の縦辺、横辺のどちらに割り付け
られるかにより、モジュール間の配線幅の補正が必要と
なってくる。図１８（ａ）は横辺に電源端子を設ける場
合、図１８（ｂ）は縦辺に電源端子を設ける場合であ
る。そこで、図１８（ｂ）に示すように縦辺に割り付け
られた場合、端子位置がいずれの場所に存在しても、電
源供給セルから最遠の位置へ再割り付けを行なう。その
上で各配線領域面積の推定、つまりワースト値での見積
を行なう。

【００５８】（３） 配線幅の決定 配線幅は、図１９に示すように、電源供給セルから各モ
ジュールの電源端子までの接続関係を木構造で表現す
る。

【００５９】電源供給セルを親としたときに、親から各
モジュールに向かって径路を探索し、径路が分岐する箇
所もしくはモジュールの電源端子を頂点とし、径路を辺
とする木を構成する。図１９（ｂ）は図１９（ａ）の電
源端子（Ｐ１）に関する木構造であり、図１９（ｃ）は
図１９（ａ）の電源端子（Ｐ２）に関する木構造であ
る。ここで、木の最下部から順に上位方向に向かって、
探索するときに辺に対して端子幅を配線幅として割り付
ける。つまり、枝葉（末端）から順に配線幅を決める。

【００６０】二つ以上の辺を子供として持つ頂点の幅、
たとえばレベルｉの配線幅（Ｗｉ）を以下の６式により
算出する。

【００６１】Ｗｉ＝Ｐｔｒｎｋ（ΣＷｉｊ） …（６） 但し、Ｗｉｊ：レベルｉの下のレベルでの各配線幅及び
モジュールの端子幅 Ｐｔｒｎｋ（Ｗｓｕｍ）：配線幅算出関数 上記Ｐｔｒｎｋ（Ｗｓｕｍ）である配線幅算出関数は、
合流した配線幅を決定するための関数であり、その例を
図２０に示す。図２０は、横軸にＷｓｕｍ（μ）をと
り、縦軸にＰｔｒｎｋ（Ｗｓｕｍ）（μ）をとってい
る。

【００６２】上記６式により、計算した結果、配線幅が
デザインルールで指定された最大幅を越える場合には、
デザインルールの幅とする。

【００６３】そして、全ての木の割り付け操作が完了し
たら、各辺に対応する配線径路に対して、配線幅を写像
し、電源配線についての処理を完了する。図２１は、電
源配線の幅を写像した状態を示す図である。

【００６４】（第４工程）この工程は、図２および図４
に示すよう、各モジュール間の配線領域推定及び未設計
モジュールの端子位置決定を行なうために概略配線を行
なう工程である。その処理概要は、以下の通りである。

【００６５】（１） 端子順序付け 各ネット毎の端子の配線順序は、まず既設計モジュール
の端子の中で端子間距離最小のものから順に行ない、最
後に未設計モジュールの端子を行なうように順序付けを
行なう。

【００６６】（２） 配線径路の決定 配線径路の決定は、径路探索グラフ上でのコスト最小迷
路法を用いて行なう。迷路法は、二端子間の最小コスト
径路を求めるのに適しており、多端子ネットへの応用は
端子の配線順序に従い、端子と探索済み径路間の径路探
索を行ない解を求める。迷路法の始点および終点の設定
は、端子と探索済み径路との場合があるが、既設計モジ
ュールの場合は、端子を始点もしくは終点とする。ま
た、未設計モジュールの場合は、隣接する径路探索グラ
フの四隅の頂点を始点もしくは終点とする。探索済み径
路については、配線径路上の径路探索グラフの頂点を全
て終点とする。

【００６７】径路探索は、基本的に径路探索グラフを用
いながら行なうが、図２２（ａ）に示すように、一つの
ネットの径路が決定する毎にチャネルポジショングラフ
を更新し、図２２（ｂ）に示すように、始めに与えられ
たフロアプラン領域の大きさの制約が満足されているか
否かを確認しながら処理を進める。なお、チャネルポジ
ショングラフの水平及び垂直方向各々のクリティカルパ
ス長が推定チップサイズとなる。クリティカルパス長と
は、辺のコストを足していくとき、最大のコスト和とな
るときの長さをいう。

【００６８】ここで、迷路法で用いる各グラフの辺のコ
スト、すなわち未設計ブロック内部分グラフ以外の辺の
コスト（Ｃｃｈａｎｎｅｌ）および未設計ブロック内部
分グラフのコスト（Ｃｉｎｃｅｌｌ）を以下の７式およ
び８式で計算する。

【００６９】Ｃｃｈａｎｎｅｌ＝Ｌｅｄｇ …（７） Ｃｉｎｃｅｌｌ＝ａ×Ｌｅｄｇ …（８） 但し、ａ：重み付け係数 Ｌｅｄｇ：径路探索グラフでの長さ また、チャネルポジショングラフの辺のコスト（Ｃｃｐ
ｇｉ）を以下の９式および１０式で計算する。

【００７０】 Ｃｃｐｇｉ＝Ｂｗｉ−１／２＋Ｂｗｉ＋１／２＋Ｃｗ …（９） Ｃｗ＝Ｄ×（Ｃｔｒｎｋ＋１） …（１０） 但し、Ｂｗｉ−１：辺の左（下）のモジュールの水平方
向幅（または垂直方向高さ） Ｂｗｉ＋１：辺の右（上）のモジュールの水平方向幅
（または垂直方向高さ） Ｃｗ：配線チャネル幅 Ｄ：配線中心間デザインルール Ｃｔｒｎｋ：最大通過幹線数 なお、上記Ｃｔｒｎｋ（最大通過幹線数）とは、ｃｈａ
ｎｎｅｌ上で径路の最大重なり数を言うものとする。し
たがって、上記（２）の配線径路の決定に際しては、配
線領域を通過する信号線数を配線混雑度と見なした上
で、全体のチップ面が小さくなるように行う。

【００７１】（３） 端子位置の決定 未設計モジュールの端子について、径路決定した結果を
用いて、図２３に示すように、最適な端子位置を決定す
る。図２３（ａ）はその状態を示す図であり、同図
（ｂ）はその詳細を示す拡大図である。この時点では、
未設計モジュールの端子は、径路探索グラフの頂点に割
り付けられている。

【００７２】具体的な処理として、モジュールの辺上に
実際に端子を移動する。この場合、径路探索グラフの各
辺内において、配線容量が増加しないよう、かつ、異な
るネットの端子が重ならないように、端子位置を径路探
索グラフの各頂点毎に分散させる。

【００７３】（４） 配線領域の推定 配線領域の推定は、詳細な端子位置が決まることによ
り、径路探索グラフで算出したチャネル幅をより正確に
求め直し、かつ、チャネルポジショングラフで決定され
たクリティカルパス長の余剰分を各辺に割り振ること
で、各配線領域の幅を算出する。

【００７４】（５） 配線径路の改善 チャネルポジショングラフ上のクリティカルパスに対応
する辺を通過するネットを引き剥し、クリティカルパス
長が減少するように径路探索グラフ上でのコスト最小迷
路法を用いて径路改善を行なう。実行は、ある特定回数
行なうものとする。

【００７５】（６） 配線領域の推定 配線径路の改善された結果に対して、再度配線領域の推
定を行ない、より正確な各配線領域の幅を算出する。

【００７６】通常信号線に関する未設計モジュールの端
子位置及びモジュール間の配線領域の推定は以上の操作
によって決定する。

【００７７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、フロアプ
ランニング過程において、動作に関連する電源配線につ
いての径路分割及び配線を自動的に最適化し、かつ他の
通常信号線も含めて端子位置及びフロアプラン領域の面
積の最適化も自動的に行なうことができ、設計工程の効
率化に貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によりフロアプランニングを行なうブロ
ックのレイアウトモデルを示す図である。

【図２】本発明の自動配置配線方法を示す工程図であ
る。

【図３】図２よりも詳細に第１工程〜第２工程について
説明する工程図である。

【図４】図２よりも詳細に第３工程〜第４工程について
説明する工程図である。

【図５】フロアプラングラフを示す図である。

【図６】径路探索グラフを示す図である。

【図７】チャネルポジショングラフを示す図である。

【図８】第２工程の処理前の状態を示した図である。

【図９】第２工程の処理後の状態を示した図であり、電
源供給セルがＶＣＣの場合である。

【図１０】第２工程の処理後の状態を示した図であり、
電源供給セルがＧＮＤの場合である。る。

【図１１】第３工程で決定された図である。

【図１２】第３工程での端子順序付けに際して、ＶＣＣ
側の配線順序を決定する場合の図である。

【図１３】第３工程での端子順序付けに際して、ＧＮＤ
側の配線順序を決定する場合の図である。

【図１４】本発明において使用する迷路法の始点および
終点の設定を説明するための図でる。

【図１５】本発明において使用する迷路法の始点および
終点の設定を説明するための図でる。

【図１６】本発明において使用する迷路法でのコストを
計算する際の各部を示す図である。

【図１７】本発明において用いる既設計モジュールの方
向性の選択例を示す図である。

【図１８】未設計モジュール（スタンダードセルブロッ
ク）内の電源配線パターンを示す図である。

【図１９】第３工程で決定した電源配線の径路の一例に
対する径路幅表現のための木構造を示す図である。

【図２０】本発明において配線幅の計算に用いる関数Ｐ
ｔｒｎｋの一例を示す図である。

【図２１】第３工程の最終結果で配線径路に対する配線
幅を模式的に示した図である。

【図２２】第４工程で行う径路探索を説明するための図
である。

【図２３】第４工程での通常信号線の端子の概略割り付
けと詳細端子位置割り付けを示す図である。

【符号の説明】

Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５ 既設計モジュール Ｓ１、Ｓ２ 未設計モジュール Ｐ１、Ｐ２ 電源供給セル Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４ 入出力用セル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/82 Ｂ 27/04 Ｄ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 階層レイアウト手法にてＬＳＩの設計を
   行うに際し、未設計モジュール及び既設計モジュールに
   対して配置配線の設計を自動的に行う自動配置配線方法
   において、 各モジュールの相対配置から概略配線グラフを作成する
   第１工程と、 電源供給セルに対して、モジュール部分集合を決定する
   第２工程と、 各モジュール部分集合での径路、配線幅、未設計モジュ
   ールの端子位置及び既設計モジュールの方向性を決定す
   る第３工程と、 モジュール間配線領域推定と未設計モジュールの端子位
   置を決定する第４工程とを含む自動配置配線方法。
2. 【請求項２】 前記第２工程において、 各モジュールの相対配置が決定した後の配線領域上で、
   電源の供給元から供給されるモジュールの集合を配線領
   域を境にして二分割を繰り返すことにより、電源の供給
   元からの推定消費電力が均等に分散されるように、モジ
   ュールから構成される部分集合を決定する請求項１に記
   載の自動配置配線方法。
3. 【請求項３】 前記第４工程で未設計モジュールの端子
   位置及び配線径路が決定していない場合において、 各モジュールの集合毎に電源配線の概略径路を決定する
   際に電源配線以外の信号線の概略径路を決定し、各配線
   領域での配線混雑度をその配線領域を通過する信号線数
   で見なした上で、全体のチップ面積が小さくなるように
   電源配線の径路を決定する請求項１に記載の自動配置配
   線方法。
4. 【請求項４】 前記第３工程の未設計モジュールの電源
   端子位置を決定する場合において、 全体のチップ面積が小さくなるように未設計モジュール
   内とモジュール間での配線領域の階層を越えて電源配線
   径路を決定しつつ、端子位置の再割り付けを行なうこと
   でモジュール間配線領域の推定精度を向上させる請求項
   １に記載の自動配置配線方法。
5. 【請求項５】 前記第３工程の既設計モジュールの方向
   性を決定する場合において、 電源配線と信号線の概略径路とから全体のチップ面積が
   小さくなるように、既設計モジュールの方向性を変えて
   最適な方向性を決定する請求項１に記載の自動配置配線
   方法。