(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットリストを入力し前記ネットリスト中の各セルを配置するセル配置設計手段と、前記セル配置設計手段によるセル配置結果に対し概略配線の決定を行う概略配線設計手段と、前記概略配線設計手段において決定された前記概略配線を用いて、セル間の詳細配線を行なう詳細配線設計手段とを備えた自動配置配線装置であって、
前記概略配線設計手段の結果から各ネットの配線長を解析する解析手段と、データテーブルもしくは計算式が格納された記憶装置と、前記解析手段の解析結果をもとに前記記憶装置に格納された前記データテーブルもしくは計算式を用いて、配線長に応じた配線幅および配線間隔を決定する配線幅・配線間隔決定手段を有し、
前記詳細配線設計手段は、デザインルールを定義しているテクノロジファイル内のルールおよび前記配線幅・配線間隔決定手段により決定された配線幅および配線間隔で詳細配線を行なうことを特徴とする自動配置配線装置。
【請求項２】
フロアプランによって機能ブロック配置が終わったレイアウトデータに対してネットリストを入力とし、前記レイアウトデータおよび前記ネットリストをもとに概略配線の決定を行なう概略配線設計手段と、前記概略配線設計手段において決定された前記概略配線を用いて、セル間の詳細配線を行なう詳細配線設計手段とを備える自動配置配線装置であって、
前記概略配線設計手段の結果から各ネットの配線長を解析する解析手段と、データテーブルもしくは計算式が格納された記憶装置と、前記解析手段の解析結果をもとに前記記憶装置に格納された前記データテーブルもしくは計算式を用いて、配線長に応じた配線幅および配線間隔を決定する配線幅・配線間隔決定手段を有し、
前記詳細配線設計手段は、デザインルールを定義しているテクノロジファイル内のルールおよび前記配線幅・配線間隔決定手段により決定された配線幅および配線間隔で詳細配線を行なうことを特徴とする自動配置配線装置。
【請求項３】
前記配線幅・配線間隔決定手段は配線幅と配線間隔を同じ割合で増減させる請求項１または請求項２記載の自動配置配線装置。
【請求項４】
前記配線幅・配線間隔決定設計手段において決定された配線幅および配線間隔により配線遅延値を算出し、３層以上の配線層を有するマスクレイアウトの場合、配線幅および配線間隔が予め定められた基準値より大きなものについては上位の配線層に割振る配線層割付手段を有する請求項３記載の自動配置配線装置。
【請求項５】
前記配線幅・配線間隔決定手段は、配線長および配線の許容遅延値に応じて配線幅および配線間隔を決定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の自動配置配線装置。
【請求項６】
配線の駆動頻度に応じて前記許容遅延値を変更することを特徴とする請求項５記載の自動配置配線装置。
【請求項７】
配線長に応じて前記許容遅延値を変更することを特徴とする請求項５記載の自動配置配線装置。
【請求項８】
入力された各機能ブロック毎のネットリスト中のネットを電源配線、制御信号線、バス配線およびクロック信号線にグループ化し、配線がいずれのグループに属するかに応じて前記許容遅延値を変更することを特徴とする請求項５記載の自動配置配線装置。
【請求項９】
前記制御信号線のグループに属する配線と前記バス配線のグループに属する配線とを交互に配置することを特徴とする請求項８記載の自動配置配線装置。
【請求項１０】
前記配線幅・配線間隔決定手段は、配線がいずれのグループ属するかに応じて計算式または計算に用いる代入値を変更することを特徴する請求項８記載の自動配置配線方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路のマスクレイアウトにおける自動配置配線装置および自動配置配線方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の自動配置配線装置の構成であり、セル配置設計手段１は入力されたネットリスト２に従い、予め用意されたレイアウトデータ３からセルを抽出しセル配置設計手段１によって配置を行なう。次にセル配置設計手段１の配置結果に対して概略配線設計手段４によって配線経路が短くなるように概略配線を行なう。そしてテクノロジファイル５に記述されたデザインルールに従い詳細配線設計手段６において概略配線設計手段４で決定された配線経路を用いてセル間の配線を行ない、得られたマスクレイアウトを表示装置７により表示し、確認することができる。
【０００３】
なお、概略配線設計手段は、フロアプランによって機能ブロック配置が終わったレイアウトデータに対してネットリストを入力とし、レイアウトデータおよびネットリストをもとに配線経路の決定を行なう。
【０００４】
【発明の解決しようとする課題】
しかしながら、従来の自動配置配線においては一律の配線幅、配線間隔で配線が行なわれていたため、配線負荷容量の小さいマスクレイアウトを得るには回路面積が増大し、回路の高速化には適していなかった。また半導体プロセスの微細化に伴い、隣合う配線間の負荷容量が大きくなってきており、回路の高速化の妨げとなっている。さらに高速回路の実現のためには信号線の入力パターンについても考慮する必要がある。
【０００５】
したがって、この発明の目的は、回路の高速化に適する自動配置配線装置および自動配置配線方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の自動配置配線装置は、ネットリストを入力しネットリスト中の各セルを配置するセル配置設計手段と、このセル配置設計手段のセル配置結果に対し概略配線の決定を行なう概略配線設計手段と、この概略配線設計手段において決定された前記概略配線を用いて、セル間の詳細配線を行なう詳細配線設計手段とを備えた自動配置配線装置であって、
概略配線設計手段の結果から各ネットの配線長を解析する解析手段と、データテーブルもしくは計算式が格納された記憶装置と、解析手段の解析結果をもとに記憶装置に格納されたデータテーブルもしくは計算式を用いて、配線長に応じた配線幅および配線間隔を決定する配線幅・配線間隔決定手段を有し、
詳細配線設計手段は、デザインルールを定義しているテクノロジファイル内のルールおよび配線幅・配線間隔決定手段により決定された配線幅および配線間隔で詳細配線を行なうことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項１記載の自動配置配線装置によれば、配線長に応じて配線幅、配線間隔を変更させることができ、配線負荷容量を軽減させることができるため回路の高速化を図ることができる。
【０００８】
請求項２記載の自動配置配線装置は、フロアプランによって機能ブロック配置が終わったレイアウトデータに対してネットリストを入力とし、レイアウトデータおよびネットリストをもとに概略配線の決定を行なう概略配線設計手段と、概略配線設計手段において決定された概略配線を用いて、セル間の詳細配線を行なう詳細配線設計手段とを備える自動配置配線装置であって、
概略配線設計手段の結果から各ネットの配線長を解析する解析手段と、データテーブルもしくは計算式が格納された記憶装置と、解析手段の解析結果をもとに記憶装置に格納されたデータテーブルもしくは計算式を用いて、配線長に応じた配線幅および配線間隔を決定する配線幅・配線間隔決定手段を有し、
詳細配線設計手段は、デザインルールを定義しているテクノロジファイル内のルールおよび配線幅・配線間隔決定手段により決定された配線幅および配線間隔で詳細配線を行なうことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２記載の自動配置配線装置によれば、請求項１と同様な効果がある。
【００１０】
請求項３記載の自動配置配線装置は、請求項１または請求項２において、配線幅・配線間隔決定手段は配線幅と配線間隔を同じ割合で増減させるものである。
【００１１】
請求項３記載の自動配置配線装置によれば、請求項１または請求項２と同様な効果のほか、チップ面積を抑えることができる。
【００１２】
請求項４記載の自動配置配線装置は、請求項３において、配線幅・配線間隔決定設計手段において決定された配線幅および配線間隔により配線遅延値を算出し、３層以上の配線層を有するマスクレイアウトの場合、配線幅および配線間隔が予め定められた基準値より大きなものについては上位の配線層に割振る配線層割付手段を有するものである。
【００１３】
請求項４記載の自動配置配線装置によれば、請求項３と同様な効果のほか、配線遅延の増加を抑えた配線を行うことができる。
【００１４】
請求項５記載の自動配置配線方法は、請求項１または請求項２において、配線幅・配線間隔決定手段が、配線長および配線の許容遅延値に応じて配線幅および配線間隔を決定することを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の自動配置配線方法は、請求項５において、配線の駆動頻度に応じて許容遅延値を変更することを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載の自動配置配線方法は、請求項５において、配線長に応じて前記許容遅延値を変更することを特徴とする。
【００１７】
請求項８記載の自動配置配線方法は、請求項５において、入力された各機能ブロック毎のネットリスト中のネットを電源配線、制御信号線、バス配線およびクロック信号線にグループ化し、配線がいずれのグループに属するかに応じて前記許容遅延値を変更することを特徴とする。
【００１８】
請求項８記載の自動配置配線方法によれば、配線長だけでは対処しきれないクロストークの入力パターン依存について、各ネットをグループすることで影響を受け易いまたは与え易い配線を差別化することにより、信号線の種類によって配線幅および配線間隔を変えることで膨大な入力パターンを与えることなく入力パターン依存を考慮した配線幅および配線間隔の変更をすることができ、これによりクロストークの軽減と配線の負荷容量を軽減させることができるため回路の高速化を図ることができる。
【００１９】
請求項９記載の自動配置配線方法は、請求項８において、前記制御信号線のグループに属する配線と前記バス配線のグループに属する配線とを交互に配置することを特徴とする。
【００２０】
請求項９記載の自動配置配線方法によれば、請求項８と同様な効果のほか、長距離平行配線で同時に駆動されるため比較的クロストークを起こし易いバス配線の間に制御信号線を配置することにより、クロストークを防ぐことができる。
【００２１】
請求項１０記載の自動配置配線方法は、請求項８において、前記配線幅・配線間隔決定手段は、配線がいずれのグループに属するかに応じて計算式または計算に用いる代入値を変更することを特徴する。
【００２２】
請求項１０記載の自動配置配線方法によれば、請求項８または請求項９と同様な効果のほか、より細やかな配線幅および配線間隔を設定することにより遅延や漏話のもととなる配線間負荷容量を抑えることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態について図１を参照しながら説明する。図１は請求項１に係る本発明の第１の実施の形態における自動配置配線装置の構成を示すものである。なお本発明はブロックレイアウトの作成だけでなく、１チップレイアウトにも適応される。図１において、１〜７は従来の自動配置配線装置と同様の構成である。ここで図１の８は概略配線設計手段４によって概略配線が終了した時点で各ネットの配線経路を用いてネットの配線長を算出するための計算式等のデータおよび算出された配線長を用いて配線幅と配線間隔を算出するための計算式等のデータを記憶している記憶装置、９は記憶装置８の記憶しているデータを用いて概略配線設計手段４が決定した配線経路を基に配線長を算出する配線長解析手段、１０は記憶装置８の記憶しているデータを用いて配線長解析手段９において算出された配線長を基に配線幅・配線間隔を決定する配線幅・配線間隔決定手段である。
【００２４】
記憶装置８には、配線長を算出する計算式として例えばポート間の座標より最短距離を算出する計算式が定義されている。
【００２５】
また配線幅・配線間隔を算出するためのデータとして、例えば表１に示すように目標のクロック速度毎に、単位面積当りの配線抵抗値、単位面積当りの平面平板容量値、単位長さ当りの配線間容量値、ヴィアの抵抗値、容量値が定義されている。
【００２６】
【表１】
0003641209.tif 000002
【００２７】
遅延値の計算式としては遅延値をＴ、単位面積当たりの配線抵抗をＲｓ、単位面積当りの平面平板容量をＣｓ、単位長さ当りの配線間容量Ｃｏ、配線長をＬ、配線幅をＷ、配線間隔をＯ、ヴィアの抵抗をＲｃ、容量をＣｃ、数をＸとすると、
0003641209.tif 000003
と表される。Ｗ・Ｏについて求めると
｛Ｔ−Ｘ・Ｒｃ・Ｃｃ｝／Ｒｓ・Ｌ2 ＝Ｃｓ＋２・Ｃｏ・１／Ｗ・Ｏ
｛Ｔ−Ｘ・Ｒｃ・Ｃｃ−Ｒｓ・Ｃｓ・Ｌ2 ｝／Ｒｓ・Ｌ2 ＝２・Ｃｏ・１／Ｗ・Ｏ
Ｗ・Ｏ＝２・Ｒｓ・Ｃｏ・Ｌ2 ／｛Ｔ−Ｘ・Ｒｃ・Ｃｃ−Ｒｓ・Ｃｓ・Ｌ2 ｝
ここで配線幅Ｗと配線間隔Ｏに着目するとＷ＋Ｏが最小で、Ｗ・Ｏが最大になるには
Ｗ＋Ｏ＝１
Ｗ・Ｏ＞０
を解けばよいのでＷ＝１／２、Ｏ＝１／２となる。これにより配線幅Ｗと配線間隔Ｏは等倍にしていく方が配線効率が上がると言える。
【００２８】
よってＯおよびＷは次式で算出される。
Ｒｓ・Ｃｏ・Ｌ2 ／｛Ｔ−Ｘ・Ｒｃ・Ｃｃ−Ｒｓ・Ｃｓ・Ｌ2 ｝  …式１
なお式１は１層メタルのみであるが、ｎ層の場合は
次式によって、より詳細に配線幅・配線間隔を決定することができる。
Ｗ  ｏｒ  Ｒ＝Σ（Ｒｓｋ・Ｃｏｋ・Ｌ2 ）／｛Ｔ−Σ（Ｘｋ・Ｒｃｋ・Ｃｃｋ）−Σ（Ｒｓｋ・Ｃｓｋ・Ｌ2 ）｝  …式２
式２において、ｋは１〜ｎである。
【００２９】
例えばこのような遅延算出式が記憶装置８に記憶されており、配線幅・配線間隔決定手段１０において配線長解析手段９で算出された配線長と記憶装置８に記憶されている単位面積当りの配線抵抗、単位面積当りの平面平板容量、単位長さ当りの配線間容量を用いて配線幅・配線間隔が決定される。なお配線幅・配線間隔は上記のパラメータにより算出されるが遅延時間を一定としているため配線幅、配線間隔が大きくなりすぎることが予想されので、記憶装置８に配線幅および配線間隔の上限値を設けるものとする。
【００３０】
そして詳細配線設計手段６においてテクノロジファイル５で定義されているデザインルールと配線幅・配線間隔決定手段１０で決定された配線幅・配線間隔に従い配線が行なわれ、表示装置７で表示され、マスクレイアウトが得られる。
【００３１】
なお、解析手段９の解析をもとにこれに対応する配線幅と配線間隔のデータテーブルを予め設定し記憶装置８に記憶しておき、配線幅・配線間隔決定手段１０は、データテーブルに基づいて配線幅および配線間隔を決定してもよい。
【００３２】
次に図２は、請求項４に係る発明の第２の実施の形態における自動配置配線装置の構成を示すものである。図２の１〜１０は請求項１に係る発明の第１の実施の形態と同様である。ここで図２の１１は配線幅・配線間隔決定手段１０の結果によって配線層を割振る配線層割付（決定設計）手段である。記憶装置８に記憶されている割付基準値を超えた配線幅、配線間隔が決定された場合はより上位の配線層に割り振ることで配線遅延の増加を抑えた配線を行なうことが出来る。
【００３３】
本発明の第３の実施の形態について図３を参照しながら説明する。図３（ａ）は自動配置配線装置に入力されるネットリストの例である。図中ｉ〜ｐは任意の数である。始めにサブセルのセル名とそのセルにある各ポート名が列挙されており、次にトップセル名とその各ポート名およびネット名とそれに接続されるポート名が列挙されている。一般的にネットリストの中のポート名は、電源はＶＤＤ、ＶＳＳ、クロック信号はＣＬＫ、バス配線はＡ[０]〜Ａ[４]など分かりやすいポート名になっていることが多い。そこで記述されているポート名またはネット名を抽出し、それを基に電源配線や制御信号線、バス配線、クロック信号線等に各ネットのグループ化を行なう。
【００３４】
【表２】
0003641209.tif 000004
【００３５】
例えば図３（ｂ）のように予めネットリストの中に、どのネットがどのグループに所属するというグループ化情報Ａ、Ｂ…や駆動頻度による優先順位情報を設けることも可能である。ここで例えば表２のように式２に代入される許容遅延値Ｔをグループ別に設定することでクロック信号などの比較的駆動頻度の高いグループの配線は配線幅・配線間隔を大きくし遅延を優先させたり、制御信号などの比較的駆動頻度の低いグループの配線は配線幅・配線間隔をできるだけ小さくし面積を優先させることができ、その優先順位により配線を行う。なお配線幅や配線間隔を算出する算出式やその解である配線幅・配線間隔を固定値化することもできるものとする。
【００３６】
また、ネットの配線長による優先順位をグループ毎に設け、優先順位により配線を行なう。
【００３７】
さらにバス配線のような同時に駆動されることが多い長距離平行配線については、図４のように配線を行う。Ｂ１〜Ｂ４はバス配線、Ｓ１〜Ｓ４は信号線である。バス配線Ｂ１〜Ｂ４間に電源固定された信号線などの駆動頻度の少ないネットを交互に配線することでクロストークの影響を軽減する。これにより配線長だけでなく、入力信号パターン依存の面からも膨大な入力パターン与えることなくクロストークの影響を軽減することができる。
【００３８】
なお、グループ毎に配線の幅および配線間隔を算出する算出式のほか算出に用いる代入値を変えてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１記載の自動配置配線装置によれば、配線長に応じて配線幅、配線間隔を変更させることができ、配線負荷容量を軽減させることができるため回路の高速化を図ることができる。
【００４０】
請求項２記載の自動配置配線装置によれば、請求項１と同様な効果がある。
【００４１】
請求項３記載の自動配置配線装置によれば、請求項１または請求項２と同様な効果のほか、チップ面積を抑えることができる。
【００４２】
請求項４記載の自動配置配線装置によれば、請求項３と同様な効果のほか、配線遅延の増加を抑えた配線を行うことができる。
【００４３】
請求項８記載の自動配置配線方法によれば、配線長だけでは対処しきれないクロストークの入力パターン依存について、各ネットをグループすることで影響を受け易いまたは与え易い配線を差別化することにより、信号線の種類によって配線幅・配線間隔を変えることで膨大な入力パターンを与えることなく入力パターン依存を考慮した配線幅・配線間隔の変更をすることができ、これによりクロストークの軽減と配線の負荷容量を軽減させることができるため回路の高速化を図ることができる。
【００４４】
請求項９記載の自動配置配線方法によれば、請求項８と同様な効果のほか、長距離平行配線で同時に駆動されるため比較的クロストークを起こし易いバス配線などの間に制御信号線を配置することにより、クロストークを防ぐことができる。
【００４５】
請求項１０記載の自動配置配線方法によれば、請求項８または請求項９と同様な効果のほか、より細やかな配線幅および配線間隔を設定することにより遅延や漏話のもととなる配線間負荷容量を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態における自動配置配線装置のブロック図である。
【図２】  本発明の第２の実施の形態における自動配置配線装置のブロック図である。
【図３】  （ａ）は従来のネットリスト、（ｂ）は第３の実施の形態を説明するためのグループ化情報付きネットリストである。
【図４】  第３の実施の形態におけるバス配線構造の平面図である。
【図５】  従来の自動配置配線装置である。
【符号の説明】
１  セル配置設計手段
２  ネットリスト
３  レイアウトデータ
４  概略配線設計手段
５  テクノロジファイル
６  詳細配線設計手段
７  表示装置
８  記憶装置
９  配線長解析手段
１０  配線幅・配線間隔決定手段
１１  配線層割付手段
Ｂ１〜Ｂ４  バス配線
Ｓ１〜Ｓ４  信号線
【図１】
0003641209.tif 000005
【図２】
0003641209.tif 000006
【図３】
0003641209.tif 000007
【図４】
0003641209.tif 000008
【図５】
0003641209.tif 000009