(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板上に設けられた複数の接続端子相互間の配線を決定する半導体集積回路のディレイ考慮配線方式において、
ライブラリから半導体集積回路のゲートの配置情報及び端子間接続情報と、ゲート種毎の配線パターン形状を指定するゲート種テーブルとを入力する入力手段と、
接続端子間の配線前に素子の配置データから推定される仮想配線長に基づいて端子相互間の信号伝播遅延時間を算出する算出手段と、
該算出手段により計算された信号伝播遅延時間が装置の動作速度から決まる制限値をオーバーしている端子間のパスを抽出すると共に、このパスを構成しているネットに付ける重みを指標として、ゲート間の信号伝播遅延時間を考慮した配線を必要とするネットをクリティカルネットとして抽出する抽出手段と、
該抽出手段により抽出されたクリティカルネットを他のネットに優先して幅広に配線した後に、前記クリティカルネット以外のネットを通常の配線幅で配線を行う配線手段と、
前記幅広配線で配線されたクリティカルネットを前記ゲート種テーブルの内容に従って、通常の配線幅を持つ配線に変換し、あるいは前記幅広配線よりも狭い配線幅を持つ配線であって、任意の配線幅を持つ配線、複数の異なる配線幅を持つ配線、または始点幅と終点幅とを異ならせた配線の少なくとも１つに変換する変換手段とを備えることを特徴とするディレイ考慮配線方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ディレイ考慮配線方式に係り、特に、高速動作する半導体集積回路等の配線径路決定におけるパスディレイ最適化を図った配線を行うために使用して好適なディレイ考慮配線方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パスディレイを考慮した配線方法に関する従来技術として、例えば、特開平４−１５１８５３号公報等に記載された技術が知られている。
【０００３】
この従来技術は、自動配線処理後に各パスの信号伝播遅延時間（ディレイ）の計算を行い、ディレイ違反となっている配線について、その配線に隣接しているパラレル配線、多層で交叉しているクロス配線を取り除いて、これらの配線を他の位置に配線し直し、ディレイ違反となっている配線と、パラレル配線、クロス配線との間の容量に起因するディレイを短縮するというものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術は、ディレイ違反となっている配線に対するパラレル配線、クロス配線の径路を変更する際に、変更先の配線径路を見つけることができず、経路変更が不可能な場合があり、また、その変更により他の配線がディレイ違反を起こす可能性があるという点の配慮がなされておらず、ディレイの大きな改善を行うことができないという問題点を有している。
【０００５】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決し、配線ディレイ及び負荷ディレイを確実に最適化することを可能とし、パスディレイを装置の動作速度から決まる制限値以内に抑えることを可能にしたディレイ考慮配線方式を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば前記目的は、配線基板上に設けられた複数の接続端子相互間の配線を決定する半導体集積回路のディレイ考慮配線方式において、ライブラリから半導体集積回路のゲートの配置情報及び端子間接続情報と、ゲート種毎の配線パターン形状を指定するゲート種テーブルとを入力する入力手段と、接続端子間の配線前に素子の配置データから推定される仮想配線長に基づいて端子相互間の信号伝播遅延時間を算出する算出手段と、該算出手段により計算された信号伝播遅延時間が装置の動作速度から決まる制限値をオーバーしている端子間のパスを抽出すると共に、このパスを構成しているネットに付ける重みを指標として、ゲート間の信号伝播遅延時間を考慮した配線を必要とするネットをクリティカルネットとして抽出する抽出手段と、該抽出手段により抽出されたクリティカルネットを他のネットに優先して幅広に配線した後に、前記クリティカルネット以外のネットを通常の配線幅で配線を行う配線手段と、前記幅広配線で配線されたクリティカルネットを前記ゲート種テーブルの内容に従って、通常の配線幅を持つ配線に変換し、あるいは前記幅広配線よりも狭い配線幅を持つ配線であって、任意の配線幅を持つ配線、複数の異なる配線幅を持つ配線、または始点幅と終点幅とを異ならせた配線の少なくとも１つに変換する変換手段とを備えることにより達成される。
【０００７】
【作用】
本発明は、配線前に素子の配置データから推定される仮想配線長に基づいてフリップフロップ間のパスディレイの計算を行い、この結果により、クリティカルネットを抽出している。そして、本発明は、半導体集積回路の動作速度を決定する要因である最大パスディレイを持つネットについてのみ、予めディレイを考慮して幅広配線を行い、ディレイに余裕のあるパスを構成するネットについて、通常幅の配線を行っている。幅広に配線されたネットは、その後、通常の配線幅、または、ソースゲート種毎に指定された幅、形状に変換される。
【０００８】
本発明は、これにより、クリティカルネットを持つパスの隣接する平行配線及びグランドとの間の負荷容量による配線ディレイ、配線抵抗に依存する配線ディレイを短縮することができ、これらのパスの配線ディレイの最適化を図ることができる。
【０００９】
また、本発明は、前述したディレイの最適化のために、隣接する配線、あるいは、交叉する配線の変更が生じることがなく、余分な工数を必要とせずに、配線ディレイの最適化を図った配線を行うことができる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明によるディレイ考慮配線方式の一実施例を図面により詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の一実施例によるディレイ考慮配線方式の処理動作を説明する図、図２はクリティカルネットの抽出を説明する図、図３はゲート種毎の配線パターン形状を指定するテーブルの構造を説明する図である。図２、図３において、２０１〜２０４はフリップフロップ、２０６、２０７はパス、３０１はゲート種テーブル、３０２は区間／配線幅定義テーブルである。
【００１２】
まず、図１に示す処理フローを参照して、本発明の実施例による処理動作を説明する。
【００１３】
（１）配線を行うに先立って、クリティカルパス、クリティカルネットの抽出のために、処理装置内に、ゲート等の配置情報、接続情報等のライブラリを入力する（ステップ１０１）。
【００１４】
（２）入力されたライブラリの情報に基づいて、全ての接続端子相互間のパスディレイの計算を行い、ディレイ違反を生じているパス、すなわち、クリティカルパスを検索し、さらに、そのパスを構成するネットの重みを考慮して、クリティカルネットを抽出する（ステップ１０２）。
【００１５】
（３）ステップ１０２で抽出されたクリティカルネットに対して、例えば、５倍幅の幅広配線による配線を行う（ステップ１０３）。
【００１６】
（４）クリティカルネットとして抽出されなかった他の全てのネットを通常幅の配線により配線する（ステップ１０４）。
【００１７】
（５）ライブラリとして読み込まれたゲート種テーブルの内容に従って、５倍幅で配線された配線を通常幅、あるいは、指定された形状に変換する（ステップ１０５）。
【００１８】
次に、図２に示すパスの構成例を参照して、前述のステップ１０２におけるクリティカルパス、クリティカルネットの抽出処理を詳細に説明する。
【００１９】
いま、図２に示すように、始点フリップフロップ２０１及び終点フリップフロップ２０４相互間を接続するパス２０６と、始点フリップフロップ２０２及び終点フリップフロップ２０３相互間を接続するパス２０７とが存在し、これらのパスが複数のゲートを介する複数のネットにより接続され、１つのネット２０５が共通に使用されているものとする。そして、これらのパス２０６、２０７のいずれもがディレイオーバーとなってディレイ違反を生じているものとする。
【００２０】
このような場合、ステップ１０２の処理において、処理装置は、これらのパスを構成する各ネットに対して、そのネットが所属するパスの数に対応する重み付けを行い、重みの大きいネットをクリティカルネットとして抽出する。この例では、中央部にあるネット２０５が、パス２０６、２０７の両方に使用されており、その重みが２となっている。これにより、処理装置は、このネット２０５をクリティカルネットとして抽出する。
【００２１】
このようなネットをクリティカルネットとして抽出するのは、このネットについて、そのディレイを低減することにより、パス２０６、２０７のディレイ違反を容易に解消することができるためである。
【００２２】
次に、ゲート種毎の配線パターン形状を指定するテーブルの構造を示す図３を参照して、ステップ１０５の処理における配線幅の変更の処理について詳細に説明する。
【００２３】
ステップ１０１において入力されたライブラリには、ゲート種毎にソース端子を基準とした距離によって特定される区間と各区間毎の配線幅を定義したテーブルが含まれている。ステップ１０５の処理では、このテーブルの内容に従って、幅広に配線された配線を所定の幅、形状に変更する処理を行う。
【００２４】
前述のテーブルは、図３に示すように、ゲート種テーブル３０１と、区間／配線幅定義テーブル３０２とにより構成される。ゲート種テーブル３０１は、ゲート種毎に備える配線区間の数と、配線区間毎に設けられる区間／配線幅定義テーブル３０２の先頭アドレスとを格納して構成され、区間／配線幅定義テーブル３０２は、その区間の始点情報及び終点情報と、この区間の始点幅及び終点幅とを格納して構成されている。
【００２５】
ステップ１０５の処理では、前述したように構成されるテーブルの情報に基づいて、一旦幅広に、この例の場合５倍幅に配線した配線を、通常の幅に変更し、あるいは、所定の配線形状に変更する。この処理により、ゲートの駆動能力に依存するディレイを、各ゲート種毎に最適となるように配線形状を変更することができる。
【００２６】
次に、前述した本発明の一実施例による配線の状況を図面により説明する。
【００２７】
図４は本発明の一実施例により２層の配線層に５倍幅の幅広配線を施した場合のイメージを示す図である。図４において、４０１はソース端子、４０２はシンク端子、４０３、４０５は第１層の５倍の幅広配線パターン、４０４は第２層の５倍の幅広配線パターン、４０６、４０７はスルーホールである。
【００２８】
図４において、第１層の５倍の幅広配線パターン４０３は、ソース端子４０１とスルーホール４０６とを接続しており、第２層の５倍の幅広配線パターン４０４は、スルーホール４０６とスルーホール４０７とを接続しており、第１層の５倍の幅広配線パターン４０５は、スルーホール４０７とシンク端子４０２とを接続している。
【００２９】
図４の例は、図１のステップ１０３の処理終了後の状態を示しており、この後、ステップ１０４の処理により他のネットが通常幅で配線される。
【００３０】
図５は図４に示すように５倍幅で配線された配線を、図１のステップ１０５の処理で、通常幅に変換した後のイメージを示す図である。このような配線幅の変換は、図３により説明したテーブルにおいて、配線幅を全て通常幅に定義しておくことにより行うことができる。図５において、５０１、５０３は第１層の通常幅の配線パターン、５０２は第２層の通常幅の配線パターン、５０４、５０５はスルーホール、５０６は対象ネットと平行に走っている隣接する平行配線パターン、５０７はソース端子、５０８はシンク端子である。
【００３１】
図５において、第１層の通常幅の配線パターン５０１は、ソース端子５０７とスルーホール５０４とを接続しており、第２層の通常幅の配線パターン５０２は、スルーホール５０４とスルーホール５０５とを接続しており、第１層の通常幅の配線パターン５０３は、スルーホール５０５とシンク端子５０８とを接続している。そして、これらの配線パターンは、一旦、図４に示すように５倍幅に配線された配線を通常幅に変更して形成される。
【００３２】
この結果、クリティカルネットとしての前述の配線パターンに隣接して平行に配線されているネットである隣接する並行配線パターン５０６との間の負荷容量を低減することができ、このネットの負荷ディレイを短縮することができる。
【００３３】
図６は図４に示すように５倍幅で配線された配線を、図１のステップ１０５の処理で、区間毎に異なるように変換した後のイメージを示す図である。このような配線幅の変換は、図３により説明したテーブルにおいて、ゲート種毎に区間と各区間の配線幅を区間の始点幅と終点幅を等しく定義しておくことにより行うことができる。図６において、６０１は第１層の５倍の幅広配線パターン、６０２は第１層の３倍の幅広配線パターン、６０３は第２層の通常幅の配線パターン、６０４は第１層の通常幅の配線パターン、６０５、６０６はスルーホール、６０７はソース端子、６０８はシンク端子である。
【００３４】
図６において、第１層の５倍の幅広配線パターン６０１、第１層の３倍の幅広配線パターン６０２は、ソース端子６０７とスルーホール６０５とを接続しており、第２層の通常幅の配線パターン６０３は、スルーホール６０５とスルーホール６０６とを接続しており、第１層の通常幅の配線パターン６０４は、スルーホール６０６とシンク端子６０８とを接続している。そして、これらの配線パターンは、一旦、図４に示すように５倍幅に配線された配線を、テーブルに格納された情報により変更して形成される。
【００３５】
図７は図４に示すように５倍幅で配線された配線を、図１のステップ１０５の処理で、各区間の配線幅を区間の始点幅と終点幅とで異なるように変換した後のイメージを示す図である。このような配線幅の変換は、図３により説明したテーブルにおいて、ゲート種毎に区間と各区間の配線幅を区間の始点幅と終点幅とが異なるように定義しておくことにより行うことができる。図７において、７０１は第１層の可変幅の配線パターン、７０２は第２層の通常幅の配線パターン、７０３は第１層の通常幅の配線パターン、７０４、７０５はスルーホール、７０６はソース端子、７０７はシンク端子である。
【００３６】
第７図において、第１層の可変幅の配線パターン７０１は、ソース端子７０６とスルーホール７０４とを接続しており、第２層の通常幅の配線パターン７０２は、スルーホール７０４とスルーホール７０５とを接続しており、第１層の通常幅の配線パターン７０３は、スルーホール７０５とシンク端子７０７とを接続している。そして、これらの配線パターンは、一旦、図４に示すように５倍幅に配線された配線を、テーブルに格納された情報により変更して形成される。
【００３７】
前述した図６及び図７に示す例では、あるネットの配線幅をソースゲートからの位置によって変えることができるため、配線幅により決まる配線抵抗に依存する配線ディレイと、隣接する平行配線との間隔から決まる負荷容量に依存する負荷ディレイとのお互いに相反するディレイの最適化を行うことができる。
【００３８】
前述では、幅広配線の変更の例を、図５〜図７によりそれぞれ１種類ずつ説明したが、本発明は、これ以外に、通常幅のへの変更の代わりに、２倍幅、３倍幅等任意の幅に変更するようにしてもよく、また、これらを組み合わせて配線を行うことができる。
【００３９】
前述した本発明の一実施例は、抽出されたクリティカルネットを５倍幅に配線した後、ディレイの最適化のために配線幅の変更を行うとして説明したが、本発明は、クリティカルネットを５倍幅でなく任意のｎ（ｎ≧２）倍幅に配線するようにしてもよく、隣接平行配線との間の負荷容量及び配線抵抗を大きく改善することができる。
【００４０】
前述した本発明の一実施例によれば、複数の配線幅及び配線形状の配線パターンが混在する半導体集積回路を、全てのパスのディレイを最適化して得ることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、クリティカルネットを先に幅広に配線し、この幅広に配線されたクリティカルネットを全ネットの配線終了後、通常幅に変換することができるので、隣接する平行配線との間の負荷容量を低減して、負荷ディレイを短縮することができる。
【００４２】
また、本発明によれば、幅広に配線されたクリティカルネットを全ネットの配線終了後、ソースゲート種毎に予め定義された形状に変換することができるので、配線抵抗に依存する配線ディレイと負荷容量に依存する負荷ディレイとを最適化することができる。
【００４３】
さらに、本発明によれば、クリティカルネットの負荷容量及び配線抵抗を下げることができるため、確実なディレイの短縮を見込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるディレイ考慮配線方式の処理動作を説明する図である。
【図２】クリティカルネットの抽出方法を説明する図である。
【図３】ゲート種毎の配線パターン形状を指定するテーブルの構造を説明する図である。
【図４】２層の配線層に５倍幅の幅広配線を施した場合のイメージを示す図である。
【図５】５倍幅で配線された配線を、通常幅に変換した後のイメージを示す図である。
【図６】５倍幅で配線された配線を、区間毎に異なるように変換した後のイメージを示す図である。
【図７】５倍幅で配線された配線を、各区間の配線幅が区間の始点幅と終点幅とで異なるように変換した後のイメージを示す図である。
【符号の説明】
２０１〜２０４  フリップフロップ
２０６、２０７  パス
３０１  ゲート種テーブル
３０２  区間／配線幅定義テーブル
４０１、５０７、６０７、７０６  ソース端子
４０２、５０８、６０８、７０７  シンク端子
４０３、４０５、６０１  第１層の５倍の幅広配線パターン
４０４  第２層の５倍の幅広配線パターン
５０１、５０３、６０４、７０３  第１層の通常幅の配線パターン
５０２、６０３、７０２  第２層の通常幅の配線パターン
５０６  隣接する平行配線パターン
６０２  第１層の３倍の幅広配線パターン
７０１  第１層の可変幅配線パターン
【図１】
0003649344.tif 000002
【図２】
0003649344.tif 000003
【図３】
0003649344.tif 000004
【図４】
0003649344.tif 000005
【図５】
0003649344.tif 000006
【図６】
0003649344.tif 000007
【図７】
0003649344.tif 000008