(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配置・配線後の実負荷を考慮し、着目配線以外の配線を全てグランドと見なしたときの総容量（Ｃｔｏｔａｌ）を使用してディレイの計算を行い、目標サイクル内転送が可能か否かを判定し、目標サイクル内転送が可能となるまで配置・配線を繰り返して行う第１ステップと、
前記第１ステップにおける配置・配線後の実負荷およびクロストークを考慮し、前記総容量（Ｃｔｏｔａｌ）を使用してディレイの計算を行い、目標サイクル内転送が可能か否かを判定し、目標サイクル内転送が可能となるまで配線修正を繰り返して行う第２ステップと、
前記第２ステップにおける配置・配線後の実負荷を考慮し、前記総容量（Ｃｔｏｔａｌ）、および前記着目配線と隣接配線との間のカップリング容量（Ｃｐ）を使用してクロストークノイズ量を計算し、誤動作が起こらないか否かを判定し、誤動作が起こらなくなるまで配線修正を繰り返して行う第３ステップと、
前記第３ステップにおける配置・配線後のデータをマスクデータとして使用する第４ステップと、
を有することを特徴とする半導体装置の設計方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の設計方法において、
前記第１ステップは、前記着目配線に対する隣接配線あり／なしのケースについて前記総容量（Ｃｔｏｔａｌ）に対する容量増分（ΔＣｐ）を求めるステップをさらに有し、
前記隣接配線なしにおける容量増分がない場合（ΔＣｐ＝０）でもネガティブスラックを持つネットについては配置改善／配線経路改善の対象とし、
前記隣接配線なしにおける容量増分がない場合（ΔＣｐ＝０）ではネガティブスラックを持たないが、前記隣接配線ありにおける容量増分がある場合（ΔＣｐ＞０）ではネガティブスラックを持つネットについては隣接配線引き剥がしの対象とすることを特徴とする半導体装置の設計方法。
【請求項３】
請求項２記載の半導体装置の設計方法において、
前記総容量（Ｃｔｏｔａｌ）を求める際は、
前記着目配線に対する全ての容量を対グランドと見なした単位長さ当たりの総容量をパラレル率、クロス率をパラメータとしてテーブルに事前に登録しておき、
前記配置・配線後のレイアウト情報から実際のパラレル率、クロス率を算出し、この算出したパラレル率、クロス率に対応する単位長さ当たりの総容量を前記テーブルから内外挿処理によって求め、前記着目配線の長さを乗じて前記総容量（Ｃｔｏｔａｌ）を求めることを特徴とする半導体装置の設計方法。
【請求項４】
請求項３記載の半導体装置の設計方法において、
前記テーブルに登録するパラレル率、クロス率をパラメータとした単位長さ当たりの総容量は、前記隣接配線の密度およびクロス配線の密度を変えた任意の数のモデルについて求めることを特徴とする半導体装置の設計方法。
【請求項５】
請求項２記載の半導体装置の設計方法において、
前記カップリング容量（Ｃｐ）を求める際は、
前記着目配線と前記隣接配線との間の単位長さ当たりのカップリング容量を前記着目配線に対するクロス率をパラメータとしてテーブルに事前に登録しておき、
前記配置・配線後のレイアウト情報から実際のクロス率を算出し、この算出したクロス率に対応する単位長さ当たりのカップリング容量を前記テーブルから内外挿処理によって求め、前記着目配線の長さを乗じて前記カップリング容量（Ｃｐ）を求めることを特徴とする半導体装置の設計方法。
【請求項６】
請求項５記載の半導体装置の設計方法において、
前記テーブルに登録するクロス率をパラメータとした単位長さ当たりのカップリング容量は、前記隣接配線の密度およびクロス配線の密度を変えた任意の数のモデルについて求めることを特徴とする半導体装置の設計方法。
【請求項７】
請求項２記載の半導体装置の設計方法において、
前記容量増分（ΔＣｐ）を求める際は、
前記総容量（Ｃｔｏｔａｌ）のうち、前記隣接配線によって増加した単位長さ当たりの容量増分をクロス率をパラメータとしてテーブルに事前に登録しておき、
前記配置・配線後のレイアウト情報から実際のクロス率を算出し、この算出したクロス率に対応する単位長さ当たりの容量増分を前記テーブルから内外挿処理によって求め、前記着目配線の長さを乗じて前記容量増分（ΔＣｐ）を求めることを特徴とする半導体装置の設計方法。
【請求項８】
請求項７記載の半導体装置の設計方法において、
前記テーブルに登録するクロス率をパラメータとした単位長さ当たりの容量増分は、クロス配線の密度を変えた任意の数のモデルについて求めることを特徴とする半導体装置の設計方法。
【請求項９】
請求項２記載の半導体装置の設計方法において、
前記総容量（Ｃｔｏｔａｌ）に含まれる対グランド容量は、前記着目配線が存在することによって生じる基本容量と、クロス配線によって生じるクロス容量増分と、隣接配線によって生じるパラレル容量増分とに分けて定義することを特徴とする半導体装置の設計方法。
【請求項１０】
請求項３、４、５、６、７または８記載の半導体装置の設計方法において、
前記着目配線および前記隣接配線は、配線断面のアスペクト比が１ないしそれ以上であることを特徴とする半導体装置の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の設計技術に関し、特にＬＳＩ内の信号伝播遅延（ディレイ）の計算において、このディレイ計算やクロストークノイズ計算の精度を向上し、クロストークによるディレイ変動の高精度化とクロストークによる誤動作チェックの高精度化を可能とする半導体装置の設計方法に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者が検討したところによれば、半導体装置の設計において、ＬＳＩ内のディレイを計算するには配線の負荷容量を求める必要があり、この配線容量の計算方法などに関する技術としては、たとえば特開平８−１１０９１５号公報、特開平６−１２０３４３号公報、特開平１１−９７５３９号公報、特開平１１−２５９５４４号公報、特開平５−３４２３０５号公報に記載される技術などが挙げられる。
【０００３】
（１）特開平８−１１０９１５号公報には、パラレル率、クロス率を全ネットについて算出し、頻度の高いパラレル率、クロス率を基に代表容量値を算する技術が開示されている。
【０００４】
（２）特開平６−１２０３４３号公報には、多数の想定されるパターンについて事前に容量計算を行ってライブラリ化しておき、配線後にパターンマッチングを行って配線容量を求める技術が開示されている。
【０００５】
（３）特開平１１−９７５３９号公報には、各配線の同層または異層の平行または交差する配線からクロストーク量（容量）を算出する技術が開示されている。
【０００６】
（４）特開平１１−２５９５４４号公報には、隣接する配線との距離および交差する配線間隔によって分類される複数の周囲の状況に応じて容量係数を算出する技術が開示されている。
【０００７】
（５）特開平５−３４２３０５号公報には、平行／重なり部分から配線間容量を算出し、クロストークを検証する技術が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記のような配線容量の計算方法などに関する技術について、本発明者が検討した結果、以下のようなことが明らかとなった。
【０００９】
（１）特開平８−１１０９１５号公報の技術は、頻度の高いパラレル率、クロス率で代表値を求める技術であり、ネット、セグメント毎にパラレル率、クロス率に応じた容量値を算出する技術ではない。また、対グランド容量に加えて、隣接配線間のカップリング容量がクロス率により変化することまでは考慮されていない。
【００１０】
（２）特開平６−１２０３４３号公報の技術は、パターンマッチングを行って配線容量を求める技術であり、クロス率、パラレル率により周囲の配線をパラメータ化して扱う技術ではなく、よってライブラリの規模を小さくすることが難しい。また、実配線にライブラリと同一のパターンがないと計算できず、予測がし易くなるように関数化することには考慮されていない。
【００１１】
（３）特開平１１−９７５３９号公報の技術は、クロストーク量を求めるために使用する容量は平行平板容量を基本としており、周囲の配線の疎密を考慮した技術ではない。
【００１２】
（４）特開平１１−２５９５４４号公報の技術は、前記（２）特開平６−１２０３４３号公報の技術と同様に、パターンマッチングを行って配線容量を求める技術であり、クロス率、パラレル率により周囲の配線をパラメータ化して扱う技術ではなく、よってライブラリの規模を小さくすることが難しい。また、実配線にライブラリと同一のパターンがないと計算できず、予測がし易くなるように関数化することには考慮されていない。
【００１３】
（５）特開平５−３４２３０５号公報の技術は、前記（３）特開平１１−９７５３９号公報の技術と同様に、クロストーク量を求めるために使用する容量は平行平板容量を基本としており、周囲の配線の疎密を考慮した技術ではない。
【００１４】
さらに、前記のようなディレイ計算などに用いる配線容量の計算は、一般に着目している配線以外を全てグランドと見なして総容量を計算しているが、クロストークの影響を考慮する場合には、着目配線とノイズ源となる並行配線との間のカップリング容量、およびそれ以外の配線間をグランドと見なした対グランド容量が必要となる。従来は、カップリング容量を求めていない、あるいは求めていても周囲の配線の疎密を考慮せずに一定の値を仮定しており、クロストークによるディレイ変動や誤動作チェックの精度が確保されない。また、カップリング容量を求めている場合でも、並行配線による対グランド容量の増分を求めていないため、並行配線を取り除いた場合の総容量を求めるには並行配線を除いたネットリストを作成してから再度計算しなくてはならない。
【００１５】
このような周囲の配線の疎密を考慮した総容量の計算、カップリング容量の計算は、チップの高集積化に伴い配線の微細化が進んでいる近年において、特に重要となっている。すなわち、配線の厚さ方向は配線抵抗の増分を抑制するために平面方向ほどシュリンクしない。その結果、配線の断面のアスペクト比（縦／横）は１ないしそれ以上となってきている。従来のように平たい形状の配線では、平行平板容量の占める割合が大きいため、配線層や配線間隔に応じたクロス容量単価、パラレル容量単価を事前に求めておき、配線の重なり面積、並行距離を乗じて、それぞれの容量を求める方法で精度が保てる。しかし、アスペクト比が大きくなってきているために、パラレル容量単価は周囲のクロス配線の疎密によって変化するといったように、隣接配線とクロス配線が相互の容量値に影響を与えるようになってきている。
【００１６】
たとえば、前述した技術（たとえば特開平６−１２０３４３号公報）のように、周囲の配線パターンをライブラリ化しておき、自動配置・配線後のレイアウトパターンに最も近いパターンを参照し、その容量を探索するという方法があるが、ライブラリ化しておくパターン数を多くしないと精度が出せない。また、登録パターン数を多くすると、ライブラリ作成時間が数ヶ月といった非現実的な時間を要してしまうことになる。
【００１７】
そこで、本発明者は、このようなパターンマッチングを行う代わりに、着目配線（セグメント）に対するパラレル率、クロス率というレイアウトから一意に求められるパラメータを使用して容量値を登録しておくことで、配線負荷によるディレイ計算値の高精度化、クロストークによるディレイ変動の高精度化とクロストークによる誤動作チェックの高精度化に有効となることを見出した。
【００１８】
そこで、本発明の目的は、ディレイ計算やクロストークノイズ計算の精度を向上し、クロストークによるディレイ変動の高精度化とクロストークによる誤動作チェックの高精度化を実現することができる半導体装置の設計方法を提供するものである。
【００１９】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００２１】
本発明は、前記目的を達成するために、ディレイ計算に使用する対グランド容量、カップリング容量を、周囲の配線の疎密をもとに高精度化して求める方法を採用するものである。また、対グランド容量を、着目配線が存在することによって生じる基本容量、クロス配線によって生じるクロス容量増分、隣接配線によって生じるパラレル容量増分に分けて定義するものである。このために、クロス率を考慮してカップリング容量を求め、またクロス率を考慮して隣接配線によるグランド容量の増分値を求め、さらにクロス率を考慮した隣接配線によるグランド容量の増分値を分けて持つことで、並行配線を引き剥がしたときの対グランド容量をネットリストの変更なく求めるようにしたものである。
【００２２】
すなわち、本発明による半導体装置の設計方法は、配置・配線後の実負荷を考慮し、着目配線以外の配線を全てグランドと見なしたときの総容量（Ｃｔｏｔａｌ）を使用してディレイの計算を行い、目標サイクル内転送が可能か否かを判定し、目標サイクル内転送が可能となるまで配置・配線を繰り返して行い、続いてこの配置・配線後の実負荷およびクロストークを考慮し、総容量（Ｃｔｏｔａｌ）を使用してディレイの計算を行い、目標サイクル内転送が可能か否かを判定し、目標サイクル内転送が可能となるまで配線修正を繰り返して行い、さらにこの配置・配線後の実負荷を考慮し、総容量（Ｃｔｏｔａｌ）、および着目配線と隣接配線との間のカップリング容量（Ｃｐ）を使用してクロストークノイズ量を計算し、誤動作が起こらないか否かを判定し、誤動作が起こらなくなるまで配線修正を繰り返して行い、最後にこの配置・配線後のデータをマスクデータとして使用する、各ステップを有することを特徴とするものである。
【００２３】
さらに、前記半導体装置の設計方法において、着目配線に対する隣接配線あり／なしのケースについて総容量（Ｃｔｏｔａｌ）に対する容量増分（ΔＣｐ）を求めるステップを有し、隣接配線なしにおける容量増分がない場合（ΔＣｐ＝０）でもネガティブスラックを持つネットについては配置改善／配線経路改善の対象とし、隣接配線なしにおける容量増分がない場合（ΔＣｐ＝０）ではネガティブスラックを持たないが、隣接配線ありにおける容量増分がある場合（ΔＣｐ＞０）ではネガティブスラックを持つネットについては隣接配線引き剥がしの対象とするようにしたものである。
【００２４】
また、前記半導体装置の設計方法において、単位長さ当たりの総容量はパラレル率、クロス率をパラメータとしてテーブルに事前に登録しておき、また単位長さ当たりのカップリング容量、単位長さ当たりの容量増分はクロス率をパラメータとしてテーブルに事前に登録しておき、配置・配線後のレイアウト情報から実際のパラレル率、クロス率を算出し、この算出したパラレル率、クロス率に対応する単位長さ当たりの総容量、クロス率に対応する単位長さ当たりのカップリング容量、容量増分をテーブルから内外挿処理によって求め、着目配線の長さを乗じて総容量（Ｃｔｏｔａｌ）、カップリング容量（Ｃｐ）、容量増分（ΔＣｐ）を求めるようにしたものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２６】
まず、図１により、図２を参照しながら、本発明の一実施の形態の半導体装置の設計方法の一例を説明する。図１は半導体装置の設計方法を示すフロー図、図２（ａ），（ｂ）は着目配線に対する隣接配線あり／なしのケースで求めたスラック分布を示す特性図である。
【００２７】
本実施の形態の半導体装置の設計方法は、たとえばトランジスタを基本とし、このトランジスタの組み合わせからなる複数のゲート回路を含むマイクロプロセッサ、ＡＳＩＣ、高速・高性能ＬＳＩなどに適用され、以下の手順によりＬＳＩの設計が行われる。
【００２８】
（１）ＬＳＩの仕様に基づいて、論理回路の設計データを入力し、この設計データを合成して論理回路を自動生成する（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）。
【００２９】
（２）生成された論理回路について、目標サイクル内転送が可能な論理になっているかをゲート段数レベルでディレイ判定（１）する（ステップＳ１０３）。このとき、負荷容量は、固定値もしくはネット形状を平均像などで仮定した簡略モデルで計算する。このディレイ判定（１）の結果、目標サイクル内転送が可能でない場合（ＮＧ）はステップＳ１０１の論理入力からの処理を繰り返し、目標サイクル内転送が可能となったところでステップＳ１０４の処理に進む。
【００３０】
（３）ＬＳＩの仕様に基づいて、論理回路、さらにはＬＳＩの電気的特性を満たすように回路素子、論理回路を自動配置し、さらに回路素子間および論理回路間を自動配線する（ステップＳ１０４，Ｓ１０５）。
【００３１】
（４）配置・配線後の実負荷を考慮したモデルでディレイを計算し、目標サイクル内転送が可能かをディレイ判定（２）する（ステップＳ１０６）。このとき、着目配線に対する隣接配線あり／なしの２ケースについて、着目配線以外の配線を全てグランドと見なしたときの総容量（Ｃｔｏｔａｌ）を求め、ディレイの計算を行う。このディレイ計算については、たとえば特開平８−６９９０号公報、特開平８−７７２４３号公報に記載された手法などを用いることができる。この計算されたディレイに関して、目標サイクル内転送が可能となるまで配置・配線、または配線修正を繰り返して実行する。
【００３２】
たとえば、図２（ａ）に示すように、着目配線に対する隣接配線なしにおける容量増分がない場合（ΔＣｐ＝０）でもネガティブスラックを持つネット（Ａ部分）については、配置改善／配線経路改善の対象とし、ステップＳ１０５の配線からの処理、あるいはステップＳ１０４の配置からの処理を繰り返す。
【００３３】
また、図２（ｂ）に示すように、着目配線に対する隣接配線なしにおける容量増分がない場合（ΔＣｐ＝０）ではネガティブスラックを持たないが、隣接配線ありにおける容量増分がある場合（ΔＣｐ＞０）ではネガティブスラックを持つネット（Ｂ部分）については、隣接配線引き剥がしの対象とし、隣接配線の引き剥がしによる配線修正を行う（ステップＳ１０７）。
【００３４】
（５）配置・配線後の実負荷およびクロストークを考慮したディレイ計算を行い、目標サイクル内転送が可能かをディレイ判定（３）する（ステップＳ１０８）。ここでは、着目配線以外の配線を全てグランドと見なしたときの総容量（Ｃｔｏｔａｌ）を使用する。このディレイ計算についての詳細は、図１２〜図１７などに基づいて後述する。このディレイ判定（３）の結果、目標サイクル内転送が可能でない場合（ＮＧ）はステップＳ１０７の配線修正からの処理を繰り返し、目標サイクル内転送が可能となったところでステップＳ１０９の処理に進む。
【００３５】
（６）配置・配線後の実負荷を使用して、クロストークノイズ量を計算し、誤動作が起こらないかをＳＩ（Ｓｉｇｎａｌ  Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）判定する（ステップＳ１０９）。このクロストークノイズ量の計算には、着目配線以外の配線を全てグランドと見なしたときの総容量（Ｃｔｏｔａｌ）、および着目配線と隣接配線との間のカップリング容量（Ｃｐ）を使用する。このクロストークノイズ量計算については、たとえば特開平５−３４２３０５号公報に記載された手法などを用いることができる。このＳＩ判定の結果、誤動作が起こる場合（ＮＧ）はステップＳ１０７の配線修正からの処理を繰り返し、誤動作が起こらなくなったところでステップＳ１１０の処理に進む。
【００３６】
（７）以上により、目標サイクル内転送が可能で、誤動作が起こらなくなるまで処理が繰り返された配置・配線後のデータをマスクデータとして使用する（ステップＳ１１０）。このマスクデータを用いてマスクを作成し、ウェハプロセス工程のフォトリソグラフィにおいて、マスクに形成された論理回路のパターンをウェハ上に転写し、各ウェハプロセス処理を施すことで、論理回路が形成されたウェハを製造することができる。さらに、このウェハは、たとえばチップ毎に切断された後に組立工程を経てパッケージまたはモジュールとして組み立てられる。なお、図１の半導体装置の設計方法を示すフロー図においては、破線による枠内を一括し、タイミングドリブン／ＳＩ考慮の配置・配線ツールとすることもできる。
【００３７】
以上のような半導体装置の設計方法において、高速・高精度ディレイ計算の分野では、ソースゲートからシンクゲートまでのディレイ計算を、▲１▼ソースゲート入力からソースゲート出力までのディレイ（Ｄ１）と、▲２▼ソースゲート出力からシンクゲート入力までのディレイ（Ｄ２）の２つに分けて行うことが一般的である。
【００３８】
ディレイ（Ｄ１）は、ソースゲートへの入力信号波形、ソースゲートの負荷駆動力、ソースゲートに接続した負荷（ネット全体の配線容量、配線抵抗、全シンクゲートの入力容量）によって決まる。Ｄ１は一般に回路負荷ディレイと呼ぶ。この回路負荷ディレイは、ディレイ計算を行う対象のネットについて、レイアウト情報から前記実負荷を算出し、その負荷容量に対応する回路負荷ディレイを予め求めておいたソースゲートの負荷特性に照らし合わせて、対応するディレイ値を求めるという手法で計算されるのが一般的である。また、ディレイ（Ｄ２）は、一般に配線抵抗ディレイと呼び、ソースゲートとシンクゲートの間の抵抗値とネット全体の負荷容量との積に比例することが知られている。
【００３９】
そこで、本実施の形態の半導体装置の設計方法を用いることにより、回路負荷ディレイおよび配線抵抗ディレイを計算する際の実負荷ディレイを高精度に求めることができる。
【００４０】
次に、図３〜図１１に基づいて、本発明の一実施の形態である配線容量計算方法の一例を説明する。図３（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施の形態である配線容量計算方法において、着目配線、隣接配線、クロス配線が存在する場合を示す概念図、図４は本発明の一実施の形態において、着目配線に対する隣接配線、クロス配線のモデルを示す概略斜視図、図５（ａ）〜（ｃ）は着目配線に対する隣接配線のモデルを示す概略断面図（断面表記省略）、図６（ｉ）〜（ｉｖ）は着目配線に対するクロス配線のモデルを示す概略断面図（断面表記省略）、図７（ａ），（ｂ）は単位長さ当たりの容量計算を示す説明図、図８は配線容量の隣接配線、クロス配線の依存性を示す特性図、図９（ａ），（ｂ）は着目配線の基準容量値、隣接配線による容量増分値、クロス配線による容量増分値を示す説明図、図１０はセグメントの容量計算を示す説明図、図１１はクロス率とパラレル率との二次元テーブルを示す説明図である。
【００４１】
まず、図３により、本実施の形態の配線容量計算方法の概念の一例を説明する。本実施の形態の配線容量計算方法は、たとえば隣接配線の有無、クロス率を変化させた複数のモデルについて単位長さ当たりの容量を求める。この各モデルの単位長さ当たりの容量の求め方は、シミュレーション、ＴＥＧ（テストエレメントグループ）による実測がある。
【００４２】
クロス率の低い領域では、クロス率の増加による単位長さ当たりの容量の増加率が高いが、クロス率が高い領域ではクロス率の増加による単位長さ当たりの容量の増加率は低い。また、隣接配線のないケースでは、隣接配線のある場合に比べ、クロス率の増加による単位長さ当たりの容量の増加率が高い。これは、周囲の配線が疎であるときは周囲の配線の有無による電界の増減が激しいが、周囲の配線が密であるときには電界は飽和に近づいているため、周囲の配線の増減による電界の増減は鈍くなるためである。
【００４３】
たとえば、図３においては、（ａ）着目配線１が単独に存在する場合、（ｂ）隣接配線２が存在する場合、（ｃ）上層のクロス配線３が存在する場合、（ｄ）隣接配線２と上層のクロス配線３が存在する場合をそれぞれ示す。（ｂ）隣接配線２が存在する場合は、隣接配線２との間のパラレル容量（Ｃｐ２）が増えて総容量（Ｃｇ２＋Ｃｐ２）は（ａ）の場合よりも増加するが、対グランド容量は（ａ）の場合よりも減少する。（ｃ）上層のクロス配線３が存在する場合は、このクロス配線３との間のクロス容量（Ｃｃ３）が増えて総容量（Ｃｇ３＋Ｃｃ３）は（ａ）の場合に対して増加するが、対グランド容量は（ａ）の場合よりも減少する。（ｄ）隣接配線２と上層のクロス配線３が存在する場合は、クロス配線３との間のクロス容量（Ｃｃ４）が増えて総容量（Ｃｇ４＋Ｃｐ４＋Ｃｃ４）は（ｂ）の場合に対して増加するが、対グランド容量とパラレル容量は（ｂ）の場合よりも減少する。また、隣接配線２との間のパラレル容量（Ｃｐ４）が増えて総容量（Ｃｇ４＋Ｃｐ４＋Ｃｃ４）は（ｃ）の場合に対して増加するが、対グランド容量とクロス容量は（ｃ）の場合よりも減少する。
【００４４】
よって、隣接配線２による容量増分（ΔＣｐ）は、（ａ）の場合と（ｂ）の場合の差から求めると、
ΔＣｐ２＝（Ｃｇ２＋Ｃｐ２）−Ｃｇ１
（ｃ）の場合と（ｄ）の場合の差から求めると、
ΔＣｐ４＝（Ｃｇ４＋Ｃｐ４＋Ｃｃ４）−（Ｃｇ３＋Ｃｃ３）＜ΔＣｐ２
クロス配線３の有無（クロス率）によってΔＣｐは異なる。すなわち、算出モデルによってΔＣｐは異なる。
【００４５】
また、クロス配線３による容量増分（ΔＣｃ）は、（ａ）の場合と（ｃ）の場合の差から求めると、
ΔＣｃ３＝（Ｃｇ３＋Ｃｃ３）−Ｃｇ１
（ｂ）の場合と（ｄ）の場合の差から求めると、
ΔＣｃ４＝（Ｃｇ４＋Ｃｐ４＋Ｃｃ４）−（Ｃｇ２＋Ｃｐ２）＜ΔＣｃ３
隣接配線２の有無（パラレル率）によってΔＣｃは異なる。すなわち、算出モデルによってΔＣｃは異なる。
【００４６】
この関係を整理すると、
Ｃｇ１＞Ｃｇ２＞Ｃｇ４
Ｃｇ１＞Ｃｇ３＞Ｃｇ４
Ｃｐ２＞Ｃｐ４
Ｃｃ３＞Ｃｃ４
Ｃｇ１＜（Ｃｇ２＋Ｃｐ２）＜（Ｃｇ４＋Ｃｐ４＋Ｃｃ４）
Ｃｇ１＜（Ｃｇ３＋Ｃｃ３）＜（Ｃｇ４＋Ｃｐ４＋Ｃｃ４）
ΔＣｐ２＝（Ｃｇ２＋Ｃｐ２）−Ｃｇ１
ΔＣｃ３＝（Ｃｇ３＋Ｃｃ３）−Ｃｇ１
ΔＣｐ４＝（Ｃｇ４＋Ｃｐ４＋Ｃｃ４）−（Ｃｇ３＋Ｃｃ３）＜ΔＣｐ２
ΔＣｃ４＝（Ｃｇ４＋Ｃｐ４＋Ｃｃ４）−（Ｃｇ２＋Ｃｐ２）＜ΔＣｃ３
のようになる。
【００４７】
続いて、前記のように求めた配線容量の隣接配線２の有無、クロス配線３のクロス率依存性から、Ｃｂａｓｅ、ΔＣｐａｒａ、ΔＣｃｒｏｓｓを求める。Ｃｂａｓｅ、ΔＣｐａｒａ、ΔＣｃｒｏｓｓが定数を定義する場合には、その目的に応じて値を定義する。たとえば、容量計算値が確実に実際の容量値を上回るように安全設計するためには、両側に隣接配線２がある状態のクロス率の高い領域での傾きからΔＣｃｒｏｓｓを求め、片側に隣接配線２がある状態との差分からΔＣｐａｒａを求め、これらから逆算してＣｂａｓｅを求める。また、配線密度の標準値に合わせたい場合には、目的とする配線密度付近の傾きからΔＣｃｒｏｓｓを求めればよい。
【００４８】
あるいは、前記のように求めた配線容量Ｃｔｏｔａｌの隣接配線２の有無、クロス配線３のクロス率依存性をそのままテーブル化あるいは関数化して定義することもできる。この場合、前記のように目的に応じたＣｂａｓｅ、ΔＣｐａｒａ、ΔＣｃｒｏｓｓの定義方法を変える必要はなく、どのような配線密度の場合にも精度よく容量計算することができる。
【００４９】
続いて、図４〜図１１により、具体的な着目配線１に対する隣接配線２、クロス配線３のモデルの一例において、配線容量計算方法の手順を説明する。
【００５０】
（１）隣接配線２の有無、クロス配線３のクロス率を変えたモデルについて、単位長さ当たりの配線容量を求める。たとえば、隣接なし、片側隣接、両側隣接について、それぞれクロス率０％、３３％、６７％、１００％と変えて計１２種類のモデルを考える。このクロス率は、許容された配線ピッチで最も密にクロス配線が並んでいる状態をクロス率１００％として、仮にライン幅：スペース＝１：１であれば、クロス率１００％では配線の占める面積比率は５０％を意味する。
【００５１】
たとえば、図４においては、着目配線１に対して隣接配線２、上層のクロス配線３がある例を示し、隣接配線２の本数を変えたモデルとして、図５（図４のＸ方向）のように（ａ）隣接なし、（ｂ）片側隣接あり、（ｃ）両側隣接ありの３種を考え、また上層のクロス配線３のクロス率を変えたモデルとして、図６（図４のＹ方向）のように（ｉ）０％、（ｉｉ）３３％、（ｉｉｉ）６７％、（ｉｖ）１００％の４種を考え、この組み合わせで１２種類のモデルを作成している。
【００５２】
（２）前記（１）で求めた容量値のクロス率に対する傾きからΔＣｃｒｏｓｓを、両側隣接と片側隣接の差からΔＣｐａｒａを、これらから逆算しＣｂａｓｅをそれぞれ求める。
【００５３】
たとえば、図７において、単位長さ（１ｍｍ）当たりの総容量（Ｃｔｏｔａｌ）計算方法は、対グランド容量Ｃｇを１ｍｍ当たりに換算し、隣接配線２の配線間容量Ｃｐを１ｍｍ当たりに換算し、クロス容量Ｃｃをモデルと同じ密度でクロス配線３があった場合の１ｍｍ当たりのクロス本数を算出（例：４本／１００μｍ×１ｍｍ）し、クロス配線３の１本当たりの容量（Ｃｃ）に乗じる。以上を合計し、１ｍｍ当たりの総容量Ｃｔｏｔａｌを求める。
【００５４】
0003628973.tif 000002
この結果、隣接配線２の本数と上層のクロス配線３のクロス率を変えたモデルの単位長さ当たりの総容量Ｃｔｏｔａｌをグラフにしたのが図８（前記図５（ａ）  〜（ｃ）と前記図６（ｉ）〜（ｉｖ）に対応）である。この図８から、クロス率の低い領域では、クロス率の増加による単位長さ当たりの容量の増加率が高いが、クロス率が高い領域ではクロス率の増加による単位長さ当たりの容量の増加率は低いことが分かる。また、隣接配線のないケースでは、隣接配線のある場合に比べ、クロス率の増加による単位長さ当たりの容量の増加率が高いことが分かる。
【００５５】
この図８に基づいて、容量値のクロス率に対する傾きからΔＣｃｒｏｓｓを求め、さらに両側隣接と片側隣接の差からΔＣｐａｒａを求め、最後にこれらから逆算しＣｂａｓｅを求める。これらの値は、図９において、（ａ）または（ｂ）のようにクロス率の取り方で異なってくる。
【００５６】
（３）ネットリストから着目配線１の信号の長さ、隣接配線２の並行長、クロス配線３の配線長（幅×本数）を求める。一般に配線はＸ方向とＹ方向を異なる配線層で引くことが多く、ビアによって層を乗り換える。配線層が異なると配線容量も異なる場合があるので、１つの信号をビアで区切った複数のセグメントとして扱う。従って、セグメント単位に自身の長さ、隣接並行長、クロス配線長（幅×本数）を求めるのが一般的である。
【００５７】
（４）Ｃｂａｓｅ×セグメント長＋ΔＣｐａｒａ×並行長＋ΔＣｃｒｏｓｓ×クロス配線長によって、セグメントの容量を求める。
【００５８】
たとえば、図１０の例では、式２のようになる。
【００５９】
0003628973.tif 000003
（５）前記（２）の代わりに、前記（１）で求めた容量値から、そのままクロス率と隣接配線数（パラレル率）の２次元テーブルを作成する。
【００６０】
たとえば、図１１のように、縦方向にクロス率の０％、３３％、６７％、１００％をとり、横方向にパラレル率の０％（隣接なし）、１００％（片側隣接）、２００％（両側隣接）をとり、各クロス率と各パラレル率に対応する容量値を示したテーブルを作る。
【００６１】
（６）ネットリストから着目配線１の長さ、並行長（パラレル率）、クロス配線３のクロス率を求める。一般に、配線はＸ方向とＹ方向を異なる配線層で引くことが多く、ビアによって層を乗り換える。配線層が異なると配線容量も異なる場合があるので、１つの信号をビアで区切った複数のセグメントとして扱う。従って、セグメント単位に自身の長さ、隣接並行長（パラレル率）、クロス率を求めるのが一般的である。
【００６２】
たとえば、前記図１０の例では、パラレル率、クロス率、αはそれぞれ式３〜式５のようになる。
【００６３】
パラレル率＝（Ｌｐ１＋Ｌｐ２）／Ｌｓｅｇ            ・・・式３
クロス率＝（Ｗ１×３＋Ｗ２×１）／Ｌｓｅｇ／α・・・式４
α＝ライン幅／（ライン幅＋スペース幅）                ・・・式５
（７）前記（６）で求めたパラレル率、クロス率をもとに、セグメントの単位長さ当たりの容量を求め、それにセグメントの長さを乗じてセグメントの容量を求める。テーブル上にセグメントのパラレル率、クロス率がない場合には、該当する値を囲む点からの内挿処理、あるいは該当する値に近い２点からの外挿処理によって求める。この内外挿処理は、線形補間、ｎ次式補間する。
【００６４】
（８）前記（５）の代わりに、前記（１）で求めた容量値から、クロス率とパラレル率の２変数による関数の近似式を求める。
【００６５】
（９）前記（６）で求めたパラレル率、クロス率をもとに、前記（８）の近似式からセグメントの単位長さ当たりの容量を求め、セグメント長を乗じて、セグメントの容量を求める。
【００６６】
以上の配線容量計算方法において、各クロス率と各パラレル率に対応する容量値はテーブルとしてライブラリ化され、またはクロス率とパラレル率の２変数を持つ関数としてライブラリ化され、このライブラリ化されたテーブルまたは関数は所定の形式にて表したデータで、たとえばＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶されて用いられる。そして、ＬＳＩの設計者は、コンピュータからなる設計システム上で、このコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶されたデータを用いてＬＳＩの設計を実行することができる。
【００６７】
よって、ＬＳＩの設計における配線容量計算方法では、ＬＳＩ内のディレイ計算として、クロス率、パラレル率毎に数点の容量値を求め、ライブラリ化することで、配線による寄生容量を高速・高精度に求めることができる。また、ライブラリを用意するためのシミュレーションは、たとえば１配線種（配線層、幅、ピッチ）につき、２０点程度で可能である。この結果、寄生容量計算の高精度化に伴い、信号伝播時間の計算精度を向上させることができる。
【００６８】
以上においては、ディレイ計算に使用する、対グランド容量を周囲の配線の疎密をもとに高精度化して求める方法を説明したが、以下においては、この方法に加えて、カップリング容量も周囲の配線の疎密を反映して計算する方法を説明する。さらに、対グランド容量を、着目配線が存在することによって生じる基本容量、クロス配線によって生じるクロス容量増分、並行配線によって生じるパラレル容量増分に分けて定義する。
【００６９】
次に、図１８〜図２３に基づいて、本発明の一実施の形態である、対グランド容量、カップリング容量を考慮したディレイ計算方法の一例を説明する。図１８（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態であるディレイ計算方法において、着目配線、隣接配線が存在する場合を示す概念図、図１９は本発明の一実施の形態において、クロス率に対する総容量の依存性を示す特性図、図２０はクロス率に対するカップリング容量の依存性を示す特性図、図２１はクロス率に対するノイズの依存性を示す特性図、図２２はディレイ計算方法において、設計手順を示すフロー図、図２３は容量テーブルを示す説明図である。
【００７０】
まず、図１８〜図２１により、本実施の形態の、対グランド容量、カップリング容量を考慮したディレイ計算方法の概念の一例を説明する。
【００７１】
（１１）レイアウトルールなどで規定された最小ピッチ配線のような規則的なピッチ配線において、隣接配線の密度、クロス配線の密度を変えたいくつかのモデルについて、着目配線以外の配線を全てグランドと見なしたときの単位長さ当たりの総容量（Ｃｔｏｔａｌ）、および隣接配線との間の単位長さ当たりのカップリング容量（Ｃｐ）を求める。また、クロス配線密度を変えたいくつかのモデルで、隣接配線ありとなしでのＣｔｏｔａｌの差分を求め、容量増分（ΔＣｐ）とする。
【００７２】
たとえば、図１８（ａ）の例では、着目配線１以外はグランドと見なしたときの容量の合計値を総容量（Ｃｔｏｔａｌ）に使用する。
【００７３】
Ｃｔｏｔａｌ（ａ）＝Ｃｇ（ａ）
また、図１８（ｂ）の例では、着目配線１に対して隣接配線２によってＣｔｏｔａｌが増える分を容量増分（ΔＣｐ）とし、また着目配線１と隣接配線２との間との容量はカップリング容量（Ｃｐ）とする。Ｃｐ≠ΔＣｐである（Ｃｐ＞ΔＣｐ）。
【００７４】
0003628973.tif 000004
（１２）単位長さ当たりの総容量（Ｃｔｏｔａｌ）をパラレル率、クロス率をパラメータとし、また単位長さ当たりのカップリング容量（Ｃｐ）をクロス率をパラメータとし、さらに単位長さ当たりの容量増分（ΔＣｐ）をクロス率をパラメータとして、それぞれテーブルに事前に登録しておき、ライブラリとして保存する。
【００７５】
たとえば、図１９の例において、ディレイ計算用に使用するＣｔｏｔａｌは、周囲の配線の疎密によって変化する。このため、クロス率、パラレル率をパラメータとした単位長さ当たりの容量を定義し、実際のネットリストから求めたクロス率、パラレル率からテーブルのルックアップなどによって単位長さ当たりの容量を求め、並行配線の長さを乗ずることによってＣｔｏｔａｌが求まる。
【００７６】
また、このときΔＣｐはパラレル率１００％と０％の差により求められ、クロス率によって値が変化し、従ってΔＣｐはクロス率をパラメータとした単位長さ当たりの容量で定義することにより、実際のネットリストから求めたクロス率からテーブルのルックアップなどによって単位長さ当たりの容量を求め、並行配線の長さを乗ずることによってΔＣｐが求まる。
【００７７】
さらに、図２０の例において、クロストークノイズ計算用に使用するＣｐもまた、クロス率によって値が変化する。従って、Ｃｐはクロス率をパラメータとした単位長さ当たりの容量で定義し、実際のネットリストから求めたクロス率からテーブルのルックアップなどによって単位長さ当たりの容量を求め、並行配線の長さを乗ずることによってＣｐが求まる。
【００７８】
同様に、前述したように、クロストークノイズ電圧計算に使用する対グランド容量（Ｃｇ）もクロス率によって値が変化し、従ってＣｇもクロス率をパラメータとした単位長さ当たりの容量で定義することができる。
【００７９】
以上のように定義される、カップリング容量（Ｃｐ）、対グランド容量（Ｃｇ）に関して、たとえば図２１の例のように、クロストークノイズの発生量はＣｐ／Ｃｇに依存しているため（たとえば特開平５−３４２３０５号公報で言及）、クロス率の低いところではＣｐ／Ｃｇが大きく、ノイズ量も大きくなる。従来のようにクロス率を考慮していない計算では、クロストークノイズを見誤る可能性、たとえばクロス率５０％におけるＣｐ、Ｃｇを標準として使用していた場合、実際のネットリスト上で着目配線に対するクロス率が０％であったとすると、Ｃｐ／Ｃｇを過小評価してしまうことになり、クロストークノイズによる誤動作を見逃してしまう恐れがあったが、本発明によりノイズ発生量をより正確に見積もることが可能となる。
【００８０】
続いて、図２２、図２３により、本実施の形態の、対グランド容量、カップリング容量を考慮したディレイ計算方法における設計手順を説明する。
【００８１】
（２１）配置・配線を行い、その後、作成されたネットリストから配線形状を分析する（ステップＳ５１，Ｓ５２）。この配線形状分析では、各配線の並行配線、上下層クロス配線の情報を集める。
【００８２】
（２２）ネットリストから、着目配線の長さとパラレル率、クロス率を求める（ステップＳ５３）。パラレル率とは隣接配線長の合計値を着目配線の配線長で割った値で、クロス率とは許容された配線ピッチで最も密にクロス配線が並んでいる状態をクロス率１００％として、仮にライン幅：スペース＝１：１であれば、クロス率１００％では配線の占める面積比率は５０％を意味する。
【００８３】
（２３）求めたパラレル率、クロス率の組み合わせに対応する単位長さ当たりの総容量（Ｃｔｏｔａｌ）、クロス率に対応する単位長さ当たりのカップリング容量（Ｃｐ）、容量増分（ΔＣｐ）を、事前に登録しておいたライブラリから内外挿処理により、このライブラリに保存されたＣｔｏｔａｌのテーブル２１、ΔＣｐのテーブル２２、Ｃｐのテーブル２３の各容量テーブルのルックアップによって求める（ステップＳ５４）。
【００８４】
たとえば、図２３の例では、配線プロセス（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），・・・に応じた容量テーブルが作成され、ライブラリ化されている。各配線プロセス毎に、各配線層毎のＣｔｏｔａｌのテーブル２１、ΔＣｐのテーブル２２、Ｃｐのテーブル２３を持つ。たとえば、配線プロセス（Ａ）においては、第１金属配線層（Ｍ１層）のＣｔｏｔａｌのテーブル２１に、０％、１００％、２００％のパラレル率と、０％、２５％、５０％、７５％、１００％のクロス率に対する各容量値が格納されている。さらに、ΔＣｐのテーブル２２、Ｃｐのテーブル２３には、０％、２５％、５０％、７５％、１００％のクロス率に対する各容量値が格納されている。
【００８５】
また、配線プロセス（Ａ）の第２金属配線層（Ｍ２層）、第３金属配線層（Ｍ３層）、・・・のＣｔｏｔａｌ、ΔＣｐ、Ｃｐのテーブルについても同様である。さらに、配線プロセス（Ｂ），（Ｃ），・・・についても、配線プロセス（Ａ）と同様のＣｔｏｔａｌ、ΔＣｐ、Ｃｐのテーブルが設けられている。
【００８６】
（２４）求めた単位長さ当たりのＣｔｏｔａｌ、ΔＣｐ、Ｃｐに、着目配線（セグメント）の長さを乗じて、セグメント単位の総容量（Ｃｔｏｔａｌ）、容量増分（ΔＣｐ）、カップリング容量（Ｃｐ）を求める（ステップＳ５５）。ここで、全てのセグメントを計算したか判定し（ステップＳ５６）、全てのセグメントを計算し終えるまでステップＳ５２からの処理を繰り返す。
【００８７】
（２５）全てのセグメントの総容量（Ｃｔｏｔａｌ）、容量増分（ΔＣｐ）、カップリング容量（Ｃｐ）の計算が終了したら、ディレイの計算へ進む（ステップＳ５７）。このディレイの計算については、たとえば特開平８−６９９０号公報、特開平８−７７２４３号公報に記載された手法などを用いることができる。このとき、容量増分（ΔＣｐ）はその値を０と書いたライブラリに差し替えることにより、配置、着目配線はそのままの状態で並行配線だけを削除したときのディレイ値を計算することができる。
【００８８】
以上の対グランド容量、カップリング容量を考慮したディレイ計算方法においては、並行する配線の配線層、配線幅、配線間のスペースにより異なる各特性の組み合わせ毎のディレイ変動値や、各種設計パラメータがライブラリ化され、このライブラリ化されたディレイ変動値などは前記と同様に所定の形式にて表したデータでコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶され、この記憶媒体に記憶されたデータを用いてＬＳＩの設計を実行することができる。
【００８９】
よって、ＬＳＩの設計における、対グランド容量、カップリング容量を考慮したディレイ計算方法では、カップリング容量は二つの配線の厚さ、距離、絶縁体の誘電率のみならず、周囲の配線の有無（疎密）によって変化するので、周囲の配線（上下層のクロス配線）の存在比率とカップリング容量の関係を事前に決めておくことで、周囲の配線の疎密に応じたカップリング容量の計算を高速に行うことができる。また、対グランド容量を成分に分けて定義しておくことにより、配線制御によって並行配線を全て取り除いた場合の性能見積もりをライブラリの変更だけで容易に推定することが可能となる。
【００９０】
この結果、製品として、設計段階でクロストークの影響度を正確に知ることが可能となり、チップの高速性能を最大限に引き出す設計を行うことができる。また、隣接配線引き剥がしなどの配線制御後のチップの最大性能を予測できるため、配線修正を行う以前に論理段数や配置で決まるポテンシャル性能を知ることができる。
【００９１】
すなわち、配線の微細化、高速化に伴い、クロストークの影響は今後ますます深刻になることが予想され、これによるディレイ変動の見積もりならびに誤動作のポテンシャルのあるネットの検出について、より精度を高める必要がある。被害ネットと加害ネット間のカップリング容量がクロストーク量を決めているため、これを正確に求めることが、すなわち上記の精度を上げることにつながる。
【００９２】
さらに、配線の混雑しているところではカップリング容量が減少し、クロストークの影響が減少する一方、配線が空いている領域ではカップリング容量が大きく増大し、クロストークの影響が増大する。従って、周囲の配線の混雑度に応じてカップリング容量を正確に求める必要がある。
【００９３】
また、並行配線がある場合の総容量（Ｃｔｏｔａｌ）は並行配線がない場合の総容量よりも大きいが、その差はカップリング容量よりも小さい。そこで、並行配線によって増える総容量を容量増分（ΔＣｐ）として定義しておけば、ΔＣｐ＝０としたライブラリに差し替えることで並行配線がなくなったときの総容量の予測が実際に並行配線を引き剥がさなくてもできる。これにより、配線修正をする前に最高でどこまで性能を向上できるかの予測が容易に可能となる。
【００９４】
次に、図１２〜図１７に基づいて、本発明の一実施の形態であるクロストークディレイ計算方法の一例を説明する。図１２は本発明の一実施の形態であるクロストークディレイ計算方法において、設計手順を示すフロー図、図１３は本発明の一実施の形態において、図１２に続く設計手順を示すフロー図、図１４は他の設計手順を示すフロー図、図１５は図１４に続く他の設計手順を示すフロー図、図１６（ａ）〜（ｃ）はタイミングの計算を示す説明図、図１７はタイミングの判定を示す説明図である。
【００９５】
まず、図１２、図１３により、クロストークディレイ計算方法の一例において、設計手順を説明する。このクロストークディレイの計算においては、予めクロストークによるディレイ変動値のテーブル、関数テーブルを用意しておく。▲１▼｛着目配線と並行する配線の配線層、配線幅の組み合わせ、配線間のスペース｝、または▲２▼｛並行している配線間の容量、被ノイズ信号配線のその他の容量（対グランド、上下層のクロス配線容量）、ノイズ源信号配線のその他の容量、被ノイズ信号配線の抵抗、ノイズ源信号配線の抵抗などの特性｝、毎に並行配線位置と並行長に対応したディレイ変動値を定義する。
【００９６】
（３１）配置・配線を行い、その後、作成されたネットリストから配線形状を分析する（ステップＳ１，Ｓ２）。この配線形状分析では、各配線の並行配線、上下層クロス配線の情報を集める。
【００９７】
（３２）予め用意されたライブラリに登録された容量・抵抗単価と、前記（３１）の配線形状分析をもとに、ディレイ要因（Ｒ：配線抵抗・Ｃ：配線容量）を抽出する（ステップＳ３）。
【００９８】
（３３）予め用意された関数テーブルと、前記（３１）で求めた並行配線情報をもとに、クロストークによるディレイ変動値（Δｔｐｄ）を算出する（ステップＳ４）。ここで、全てのネットの処理が終了したか判定し（ステップＳ５）、終了するまでステップＳ２からの処理を繰り返す。
【００９９】
（３４）フリップフロップまたはポートを始点として、ネットをトレースし、フリップフロップまたはポートからゲートまでのディレイ値、およびクロストークディレイ変動を起こすタイミングを計算する（ステップＳ６〜Ｓ８）。すなわち、各ゲートのフリップフロップを始点とした動作時刻を求める。
【０１００】
（３５）各並行配線について、それぞれのソースゲートの動作時刻が、ディレイ変動に影響するタイミング内にあるかどうかを判定する。この判定方法は後述する。ここで、フリップフロップのポートが終点か判定し（ステップＳ９）、終点となるまでステップＳ７からの処理を繰り返す。
【０１０１】
（３６）パスディレイに、タイミングを考慮したクロストークによるディレイ変動値を加算する（ステップＳ１０）。すなわち、ディレイ変動に影響する並行配線によるΔｔｐｄだけ加算して、パスディレイを求める。
【０１０２】
（３７）セットアップなどを加算する（ステップＳ１１）。ここで、全てのフリップフロップまたはポートを始点に選んだか判定し（ステップＳ１２）、全て選ぶまでステップＳ６からの処理を繰り返す。
【０１０３】
（３８）全てのパスディレイは目標値以内か判定し（ステップＳ１３）、以内のときは処理を終了する。パスディレイが目標値に入らないときは、ディレイオーバー要因を分析する（ステップＳ１４）。
【０１０４】
（３９）クロストークディレイ対策で目標値達成が可能か判定し（ステップＳ１５）、達成可能なときは、パスのうち、変動が大きいものについて以下の処理を行う。たとえば、着目配線（Δｔｐｄが大きいネット）の配線形態の修正、隣接配線（ノイズ源ネット）形態の修正、着目配線と隣接配線間にシールド配線の配置、またはゲートを挿入するなどしてタイミングをずらす対策を行い、クロストークによるディレイ変化を低減する（ステップＳ１６）。そして、ステップＳ１からの処理に戻る。
【０１０５】
（４０）クロストークディレイ対策で目標値を達成できないときは、さらに設計上位の論理修正などを行う（ステップＳ１７）。そして、ステップＳ１からの処理に戻る。
【０１０６】
続いて、図１４、図１５により、クロストークディレイ計算方法における他の設計手順を説明する。この設計手順においては、設計時間を短縮したり、簡単にするために、前記図１２、図１３に比べて対象のパスを抽出してディレイ変動値を計算する方法が採られている。
【０１０７】
ステップＳ２１〜Ｓ２９は前記ステップＳ１〜Ｓ９に、ステップＳ３１，Ｓ３２は前記ステップＳ１１，Ｓ１２に、ステップＳ３６〜Ｓ４０は前記ステップＳ１３〜Ｓ１７に、それぞれ対応し、処理内容は同じである。前記と異なるステップのみを以下に説明する。
【０１０８】
（４１）ステップＳ３０では、パスディレイに、クロストークによるディレイ変動値を加算する。すなわち、ここではタイミングを考慮していない。
【０１０９】
（４２）ステップＳ３３では、目標マシンサイクルをオーバーしているパスを抽出する。そして、クロストークによるディレイ変動値（Δｔｐｄ）が大きいネットを抽出し、この抽出したネットを対象にタイミングを考慮してクロストークによるディレイ変動値を再計算する（ステップＳ３４，Ｓ３５）。以降、ステップＳ３６からの処理を同様に行う。
【０１１０】
続いて、図１６により、クロストークディレイ計算方法におけるタイミングの計算方法を説明する。クロストークによりディレイに影響を受けるタイミングは、着目ネット１１、隣接ネット１２のソースゲート出力点ディレイおよびライズ時間ｔｒ／フォール時間ｔｆと、着目ネット側の配線ディレイによって、以下のように計算する。
【０１１１】
0003628973.tif 000005
図１６（ａ）において、着目ネット１１の各ノードｖ１，ｖ２，ｖ３、隣接ネット１２の各ノードａ１，ａ２，ａ３の電圧がしきい値電圧Ｖｔｈを横切る時刻をｔ（ノード）とする。ただし、ネット内のノードａ２，ｖ２のディレイを求めるには多くの時間／メモリを必要とするため、ｔ（ａ１），ｔ（ｖ１）と配線ディレイから以下のように求めることもできる。
【０１１２】
並行位置により、着目ネット１１のノードｖ２の時刻ｔ（ｖ２）、隣接ネット１２のノードａ２の時刻ｔ（ａ２）は変動するが、以下の範囲に入る。
【０１１３】
ｔ（ｖ１）≦ｔ（ｖ２）≦ｔ（ｖ３）＝ｔ（Ｖ１）＋ｔｐｄＲ（着）・・・式７
ｔ（ａ１）≦ｔ（ａ２）≦ｔ（ａ３）＝ｔ（ａ１）＋ｔｐｄＲ（隣）・・・式８
ただし、ｔｐｄＲは配線ディレイを示す。隣接ネット１２がファンアウト≧２（シングルゲートが複数）の場合は、ｍａｘ配線ディレイをｔｐｄＲ（隣）とする。
【０１１４】
着目ネット１１側のディレイに影響が出る（ｔ（ａ１）−ｔ（ｖ１））の範囲は、図１６（ｂ）と式７，８から、
0003628973.tif 000006
係数（α，β、γ、δ）を用いて、以下のように記述することもできる。
アーリー側は、
0003628973.tif 000007
ディレイ側は、
0003628973.tif 000008
ただし、係数（α，β、γ、δ）はアーリー側／ディレイ側、およびＭＡＸディレイ計算用／ＭＩＮディレイ計算用別にそれぞれ異なる値を定義することができる。
【０１１５】
計算に使用するｔｒ／ｔｆ（信号の立ち上がり／立ち下がり時間）の組み合わせは、ＭＡＸディレイ計算時、着目ネット１１のフォールに対して隣接ネット１２のライズ、着目ネット１１のライズに対して隣接ネット１２のフォールとする。ＭＩＮディレイ計算時、着目ネット１１のフォールに対して隣接ネット１２のフォール、着目ネット１１のライズに対して隣接ネット１２のライズとする。
【０１１６】
前記式１０，１１で求めた範囲をＮＧ範囲とし、以下の判定基準でＮＧになる隣接ネット１２から受けるクロストークディレイばらつきのみを加算し、ＯＫとなる隣接ネット１２から受けるクロストークディレイばらつきは加算しない。
【０１１７】
また、変形例として、ＮＧ／ＯＫの０／１判定ではなく、ｔ（ａ２）−ｔ（ｖ２）に対するΔｔｐｄのテーブルまたは関数を定義することも可能である（図１６（ｃ）  に対応したテーブルまたは関数）。
【０１１８】
続いて、図１７により、クロストークディレイ計算方法におけるタイミングの判定方法を説明する。始点となるフリップフロップから着目／隣接ネットに到達する複数の経路が存在し、経路により各ネットの動作時刻は異なるので、最も速く信号が到達する経路をＭＩＮ    ＰＡＴＨとし、最も遅く信号が到達する経路をＭＡＸ    ＰＡＴＨとする。
【０１１９】
図１７において、ＭＡＸディレイ計算では、着目ネット１１のＭＡＸ    ＰＡＴＨを考えた場合に、アーリー側のタイミングＴＥとディレイ側のタイミングＴＤとの間がＮＧ範囲となる。よって、隣接ネット１２は、ＭＡＸ    ＰＡＴＨのタイミングＴｍａｘ、ＭＩＮ    ＰＡＴＨのタイミングＴｍｉｎとした場合に、判定基準は、
Ｔｍａｘ≧ＴＥ    ＡＮＤ    Ｔｍｉｎ≦ＴＤ・・・式１２
の関係が成り立つときはＮＧと判定し、それ以外のときはＯＫと判定する。
【０１２０】
すなわち、隣接ネット１２のタイミングＴｍｉｎ，Ｔｍａｘを見た場合に、着目ネット１１のタイミングＴＥよりアーリー側にＴｍｉｎ，Ｔｍａｘがある隣接ネット１２、着目ネット１１のタイミングＴＤよりディレイ側にＴｍｉｎ，Ｔｍａｘがある隣接ネット１２はＯＫとなり、タイミングＴＥとタイミングＴＤとの間にＴｍｉｎ、Ｔｍａｘまたは両方がある隣接ネット１２はＮＧとなる。また、着目ネット１１のタイミングＴＥよりアーリー側にＴｍｉｎがあり、タイミングＴＤよりディレイ側にＴｍａｘがある隣接ネット１２についてもＮＧと判定する。
【０１２１】
一方、ＭＩＮディレイ計算では、着目ネット１１のＭＩＮ    ＰＡＴＨを考えた場合のアーリー側のタイミングＴＥ’と、ディレイ側のタイミングＴＤ’がＮＧ範囲となる。以下は前記ＭＡＸディレイと同様である。
【０１２２】
以上のクロストークディレイ計算方法においては、並行する配線の配線層、配線幅、配線間のスペースにより異なる各特性の組み合わせ毎のディレイ変動値や、各種設計パラメータがライブラリ化され、このライブラリ化されたディレイ変動値などは前記と同様に所定の形式にて表したデータでコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶され、この記憶媒体に記憶されたデータを用いてＬＳＩの設計を実行することができる。
【０１２３】
よって、ＬＳＩの設計におけるクロストークディレイ計算方法では、ＬＳＩ内のディレイ計算として、実際にディレイ変動を引き起こすクロストークノイズのみを考慮するので、ディレイ予測時の余分なマージンを削ることができる。すなわち、関数テーブルに定義されたディレイ変動を発生するのは、被害側の信号の動作時間前後の特定時間内に加害側の信号が動作したときに限られるため、その特定時間以外で動作する加害側の信号による影響は考慮する必要がない。実際にディレイ変動に影響するノイズだけを考慮するので、従来方法によるディレイ変動値よりも小さくなり、マージンが減る。この結果、性能（動作速度）向上、消費電力低減を図ることができる。
【０１２４】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１２５】
たとえば、前記配線容量計算方法においては、隣接配線の距離が異なる場合、ΔＣｐの比をパラレル率に換算して用いたり、また上下のクロス配線による容量は別々にテーブルを持ち、最後に合計することも可能である。
【０１２６】
また、クロストークディレイ計算方法においては、修正が必要な着目配線・隣接配線をレイアウトツールの中で強調表示を行ったり、修正が必要な着目配線・隣接配線以外の配線情報はフリーズした状態で、自動で再配線を行うことも可能である。
【０１２７】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【０１２８】
（１）半導体装置の設計方法において、周囲の配線の疎密から、並行する二配線間のカップリング容量、および並行配線によって総容量が増加した容量増分を計算することで、ディレイ計算、クロストークノイズ計算の精度を向上し、クロストークによるディレイ変動と誤動作チェックの高精度化を実現することができる。この結果、半導体装置の性能を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の半導体装置の設計方法を示すフロー図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態の半導体装置の設計方法において、着目配線に対する隣接配線あり／なしのケースで求めたスラック分布を示す特性図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施の形態である配線容量計算方法において、着目配線、隣接配線、クロス配線が存在する場合を示す概念図である。
【図４】本発明の一実施の形態において、着目配線に対する隣接配線、クロス配線のモデルを示す概略斜視図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施の形態において、着目配線に対する隣接配線のモデルを示す概略断面図（断面表記省略）である。
【図６】（ｉ）〜（ｉｖ）は本発明の一実施の形態において、着目配線に対するクロス配線のモデルを示す概略断面図（断面表記省略）である。
【図７】（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態において、単位長さ当たりの容量計算を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態において、配線容量の隣接配線、クロス配線の依存性を示す特性図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態において、着目配線の基準容量値、隣接配線による容量増分値、クロス配線による容量増分値を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態において、セグメントの容量計算を示す説明図である。
【図１１】本発明の一実施の形態において、クロス率とパラレル率との二次元テーブルを示す説明図である。
【図１２】本発明の一実施の形態であるクロストークディレイ計算方法において、設計手順を示すフロー図である。
【図１３】本発明の一実施の形態であるクロストークディレイ計算方法において、図１２に続く設計手順を示すフロー図である。
【図１４】本発明の一実施の形態であるクロストークディレイ計算方法において、他の設計手順を示すフロー図である。
【図１５】本発明の一実施の形態であるクロストークディレイ計算方法において、図１４に続く他の設計手順を示すフロー図である。
【図１６】（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施の形態において、タイミングの計算を示す説明図である。
【図１７】本発明の一実施の形態において、タイミングの判定を示す説明図である。
【図１８】（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態である、対グランド容量、カップリング容量を考慮したディレイ計算方法において、着目配線、隣接配線が存在する場合を示す概念図である。
【図１９】本発明の一実施の形態において、クロス率に対する総容量の依存性を示す特性図である。
【図２０】本発明の一実施の形態において、クロス率に対するカップリング容量の依存性を示す特性図である。
【図２１】本発明の一実施の形態において、クロス率に対するノイズの依存性を示す特性図である。
【図２２】本発明の一実施の形態である、対グランド容量、カップリング容量を考慮したディレイ計算方法において、設計手順を示すフロー図である。
【図２３】本発明の一実施の形態において、容量テーブルを示す説明図である。
【符号の説明】
１  着目配線
２  隣接配線
３  クロス配線
１１  着目ネット
１２  隣接ネット
２１  テーブル（Ｃｔｏｔａｌ）
２２  テーブル（ΔＣｐ）
２３  テーブル（Ｃｐ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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