(57)【要約】【課題】配線工程の前処理としてセル配置とセルの回路能力を考慮したクロストークエラーチェックを行い、配線工程後のクロストーク検証と修正に要する時間を削減する。【解決手段】セルのドライブ強度に応じて設定される所定の基準値以内の距離に近接するようにセルを配置するセル移動工程２０６と、前記セル移動工程において前記基準値以内の距離にセルを移動させることができない場合に当該セルのドライブ強度を最適化するセル最適化工程２０７と、前記セル最適化工程において前記基準値以内の距離にセルを近接させることができない場合に当該セル間にバッファセルを挿入して配置をするセル挿入工程２０８と、前記セル挿入工程において前記基準値以内の距離にセルを近接させることができない場合に当該セル間の配線に対して配線間隔の指定を行う配線間隔制約付加工程２０９とを含む。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルの自動配置とセル間接続の自動配線を行う半導体集積回路の配置配線方法であって、セルのドライブ強度に応じて設定される所定の基準値以内の距離に近接するようにセルを配置するセル移動工程と、前記セル移動工程において前記基準値以内の距離にセルを移動させることができない場合に当該セルのドライブ強度を最適化するセル最適化工程と、セル間の距離が前記基準値の所定係数倍を超える場合に当該セル間にバッファセルを挿入して配置するセル挿入工程と、前記セル移動工程あるいは前記セル最適化工程あるいは前記セル挿入工程のいずれの工程においても前記基準値以内の距離にセルを近接させることができない場合に当該セル間の配線に対して隣接配線との配線間隔の指定を行う配線間隔制約付加工程と、を含むことを特徴とする半導体集積回路の配置配線方法。
【請求項２】
前記セル移動工程は、セル配置の物理情報を取得し、隣接関係のあるセルの端子間の距離を計算し、セルの端子間の距離が前記基準値を超える場合に、前記基準値以内の距離に近接するようにセル位置を移動させるものであることを特徴とする請求項１記載の半導体集積回路の配置配線方法。
【請求項３】
前記セル最適化工程は、当該セルのドライブ強度を上げることにより前記基準値を大きくしてセル間の距離が前記基準値以内に収まるようにするものであることを特徴とする請求項１記載の半導体集積回路の配置配線方法。
【請求項４】
前記セル挿入工程は、セル配置の物理情報を取得し、隣接関係のあるセルの端子間の距離を計算し、セルの端子間の距離が前記基準値を超える場合に、セルの端子間にバッファセルを挿入するものであることを特徴とする請求項１記載の半導体集積回路の配置配線方法。
【請求項５】
クロックツリー合成工程において、セル間の距離が前記基準値以内に収まるようにクロックツリーに挿入するバッファセルを配置することを特徴とする請求項１記載の半導体集積回路の配置配線方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はクロストークの影響を考慮した配置配線技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路において、近年の微細化とともに信号配線間のクロストークの影響が顕著になっている。クロストークにより近接配線に生ずる信号波形の変形は誤動作の原因となるため、従来自動配置配線の結果に対してクロストークの影響を軽減させる対策が実施されている。
【０００３】
図６は従来の半導体集積回路のレイアウト設計工程を示すフロー図である。図６においては、セルを配置するセル配置工程６０１を実施し、クロックツリーシンセシス（ＣＴＳ）を行うＣＴＳ工程６０２および接続情報のあるセル同士を配線する配線工程６０３を経て、セル配置配線完了後の実配線データを作成している。その際、各配線のクロストークは全く考慮されていない。
【０００４】
その後、実配線データを用いてカップリング容量を考慮したクロストークを解析するクロストーク検証工程６０４を実施し、クロストークの影響が大きい箇所に対してはセル配置や配線を修正するクロストークエラー修正工程６０５を実施することにより、クロストークの影響を軽減させている。
【０００５】
しかしながら、上記レイアウト設計工程では、セル配置工程６０１から配線工程６０３まではクロストークの影響が全く考慮されず、クロストーク検証工程６０４を実施して初めてクロストークが及ぼす影響が分かるため、クロストークエラー修正工程６０５で修正される箇所が多くなり、クロストーク検証工程６０４によるクロストークエラーが収束せずにクロストーク検証工程６０４とクロストークエラー修正工程６０５のサイクルを繰り返すことになり、レイアウト設計のＴＡＴ（ターンアラウンドタイム）が長くなってしまうという問題が発生している。
【０００６】
この問題に対して、セル配置工程６０１と配線工程６０３の間に配線に関係したチェックを行い、その結果に基づいてセル配置を修正することで、クロストークエラー対策に要する時間を低減してレイアウト設計のＴＡＴを短縮する自動配置配線方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２８１２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に示された方法によれば、セル配置工程後のクロストークエラーチェックにより配置の修正が行われるため、配線工程の前処理において多くのクロストークエラーが解消される可能性が高く、配線工程後のクロストーク検証の収束が早まることが期待される。
【０００８】
しかしながら、上記方法ではセルの端子間距離と並行配線長に基づきクロストークエラーチェックを実施し、その結果によりセル配置の修正を行っているが、セルの回路能力については考慮されていない。
【０００９】
本発明は、半導体集積回路の自動配置配線方法において、配線工程の前処理としてセル配置とセルの回路能力を考慮してクロストークエラーチェックを行い、クロストークの影響を考慮した配置配線を実施することにより、クロストーク検証と修正に要する時間を削減し、レイアウト設計のＴＡＴを短縮する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、セルの自動配置とセル間接続の自動配線を行う配置配線方法であって、セルのドライブ強度に応じて設定される所定の基準値以内の距離に近接するようにセルを配置するセル移動工程と、前記セル移動工程において前記基準値以内の距離にセルを移動させることができない場合に当該セルのドライブ強度を最適化するセル最適化工程と、セル間の距離が前記基準値の所定係数倍を超える場合に当該セル間にバッファセルを挿入して配置するセル挿入工程と、前記セル移動工程あるいは前記セル最適化工程あるいは前記セル挿入工程のいずれの工程においても前記基準値以内の距離にセルを近接させることができない場合に当該セル間の配線に対して隣接配線との配線間隔の指定を行う配線間隔制約付加工程と、を含む。
【００１１】
上記構成によれば、セルのドライブ強度に応じて設定される配線長の基準値を設け、この基準値を超えた場合に予備クロストークエラーと判定するため、基準値以内の距離にセルを移動させることができない場合にも、当該セルのドライブ強度を最適化することで基準値を変えて予備クロストークエラー判定を回避することができる。
【００１２】
本発明において、前記セル移動工程は、セル配置の物理情報を取得し、隣接関係のあるセルの端子間の距離を計算し、セルの端子間の距離が前記基準値を超える場合に、前記基準値以内の距離に近接するようにセル位置を移動させる。
【００１３】
本発明において、前記セル最適化工程は、当該セルのドライブ強度を上げることにより前記基準値を大きくしてセル間の距離が前記基準値以内に収まるようにする。
【００１４】
ドライブ強度の低いセルは基準値を小さくして予備クロストークエラー判定の距離が短いことを表し、ドライブ強度の高いセルは基準値を大きくして予備クロストークエラー判定の距離が長いことを表すことができる。従って上記方法によれば、ドライブ強度を上げることで基準値を大きくして予備クロストークエラー判定を回避することができる。
【００１５】
本発明において、前記セル挿入工程は、セル配置の物理情報を取得し、隣接関係のあるセルの端子間の距離を計算し、セルの端子間の距離が前記基準値を超える場合に、セルの端子間にバッファセルを挿入する。
【００１６】
本発明において、クロックツリー合成工程で、セル間の距離が前記基準値以内に収まるようにクロックツリーに挿入するバッファセルを配置する。
【００１７】
上記構成によれば、配線工程の前処理としてクロックツリーシンセシスが実施される場合に、クロックツリーに挿入するバッファセル配置に対して予備クロストークエラー判定を行うことができるため、クロストークの影響を考慮したクロックツリーの配置を実施することができ、後工程におけるクロストークエラー修正にかける時間を削減することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、セルのドライブ強度に応じて設定される配線長の基準値を設けることで、基準値以内の距離にセルを移動させることができない場合にも、当該セルのドライブ強度を最適化することで基準値を変えて予備クロストークエラー判定を回避することができ、セル配置とセルの回路能力を考慮したクロストークエラーチェックが配線工程の前処理として実現されるため、クロストーク検証と修正に要する時間が削減され、レイアウト設計のＴＡＴを短縮することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施の形態におけるレイアウト設計工程を示すフロー図である。図１のレイアウト設計工程は、セル配置工程１０１、予備クロストークエラー修正工程１０２、ＣＴＳ工程１０３、ＣＴＳチェック１０４、ＣＴＳ修正工程１０５、配線工程１０６、クロストーク検証工程１０７、エラー有無のチェックステップ１０８、クロストークエラー修正工程１０９の流れになっている。
【００２０】
セル配置工程１０１はスタンダードセルの配置を行う工程、予備クロストークエラー修正工程１０２は予備クロストークエラーを検出し修正を行う工程、ＣＴＳ工程１０３はクロックツリーシンセシス（ＣＴＳ）を行いスキュー調整のためのＣＴＳバッファを挿入する工程、ＣＴＳチェック１０４はＣＴＳの結果で得られたクロックラインの遅延時間、スリュー値、スキュー値をそれぞれの目標値に対して判定する工程、ＣＴＳ修正工程１０５はクロックラインの遅延時間、スリュー値、スキュー値の改善を行う工程である。
【００２１】
配線工程１０６は接続のあるセルの端子間の配線を行う工程、クロストーク検証工程１０７は実配線後にクロストークエラーの検証を行う工程、エラー有無のチェックステップ１０８は実配線後にクロストークエラーの有無判定を行うステップ、クロストークエラー修正工程１０９は実配線後に発生したクロストークエラーを修正する工程である。
【００２２】
上記レイアウト設計工程において、予備クロストークエラー修正工程１０２が本発明に係る工程であり、他の工程は一般に従来のレイアウト設計工程で実施されている工程である。図２は予備クロストークエラー修正工程１０２の詳細を示すフロー図である。
【００２３】
図２において予備クロストークエラー修正工程は、セル端子間距離の演算工程２０１、基準値以下のチェックステップ２０２、配置領域ありのチェックステップ２０３、基準値×２以下のチェックステップ２０４、セル移動可のチェックステップ２０５、セル移動工程２０６、セル最適化工程２０７、バッファセル挿入工程２０８、配線間隔制約付加工程２０９、基準値チェック対象外に設定工程２１０の流れになっている。
【００２４】
セル端子間距離の演算工程２０１はセル配置工程１０１の後にセルの端子間距離を演算する工程、基準値以下のチェックステップ２０２は算出されたセルの端子間距離をセルのドライブ強度に応じた基準値と比較判定するステップ、配置領域ありのチェックステップ２０３はセル配置領域の有無を判定するステップ、基準値×２以下のチェックステップ２０４は算出されたセルの端子間距離をセルのドライブ強度に応じた基準値の２倍と比較判定するステップ、セル移動可のチェックステップ２０５はセル移動の可否判定を行うステップである。
【００２５】
セル移動工程２０６は当該セルを移動させて配置を行う工程、セル最適化工程２０７は当該セルのドライブ強度の最適化を行う工程、バッファセル挿入工程２０８は当該する配線にバッファセルを挿入する工程、配線間隔制約付加工程２０９は当該配線の間隔を指定する工程、基準値チェック対象外に設定工程２１０は配線間隔制約付加工程２０９で指定した配線を基準値チェック対象外に設定する工程である。
【００２６】
以上のように構成された本実施の形態の配置配線方法について、図３〜図５を参照して具体的に説明する。図３はセルの端子間接続を説明する図であり、３０１、３０２はセル、３０３〜３０６はセル端子、３０７〜３１１は推定経路である。
【００２７】
図４はクロストークエラーを修正するためのバッファセル挿入やセル移動およびドライブ強度アップを説明する図であり、４０１、４０２、４１１はセル、４０３〜４０６はセル端子、４０７〜４１０、４１２〜４１４は推定経路である。
【００２８】
図５はクロストークを考慮したＣＴＳバッファ挿入を説明する図であり、５０１〜５０５はセル、５０６〜５１５はセル端子、５１６〜５１８は推定経路である。また、図３〜図５において、Ａは入力端子、Ｙは出力端子を表す。
【００２９】
セル配置工程１０１の後に予備クロストークエラー修正工程１０２に進む。まず、セル端子間距離の演算工程２０１では、図３に示すように、セル端子３０４とセル端子３０５の間の距離として推定経路３０９と推定経路３１０による距離および斜め推定経路３１１による距離を算出し、この距離がチェックステップ２０２で基準値以下と判定されたならば後工程に進む。
【００３０】
この距離が基準値を超えている場合は、配置領域ありのチェックステップ２０３でセル配置領域の密度を確認し、セル配置領域の密度が高く新たにセルを配置することが困難な箇所であれば、配線間隔制約付加工程２０９に進み、このセル端子間で接続される配線に対して隣接する配線との間隔を広げる制約を付加する。ここで制約が付加された配線は工程２１０で基準値チェック対象外に設定する。
【００３１】
配置領域ありのチェックステップ２０３においてセル配置領域の密度を確認した結果、当該セル配置領域の密度が低く新たにセルを配置することが可能な箇所であれば、次の基準値×２以下のチェックステップ２０４に進む。
【００３２】
基準値×２以下のチェックステップ２０４において当該セル端子間距離を確認し、図４（ａ）に示すように、セル端子４０４とセル端子４０５の間の推定経路４０９と推定経路４１０による距離が基準値の２倍を超えている場合は、図４（ｂ）に示すように、バッファセル挿入工程２０８においてセル４０１とセル４０２を接続する配線にバッファセル４１１を挿入する。
【００３３】
基準値×２以下のチェックステップ２０４において、当該セル端子間距離を確認した結果が基準値の２倍以下であれば、次のセル移動可のチェックステップ２０５に進む。セル移動可のチェックステップ２０５においては当該セルが移動可能かを判定し、移動することが不可能であれば、図４（ｄ）に示すように、当該推定経路のドライブ側セル４０１に対してセル最適化工程２０７を実施し、ドライブ強度を上げることにより基準値を大きな値に変更する。セル移動可２０５において当該セルが移動可能であれば、図４（ｃ）に示すように、セル移動工程２０６でセルの配置位置を移動させる。
【００３４】
このようにして、基準値以下のチェックステップ２０２からセル移動工程２０６、セル最適化工程２０７、バッファセル挿入工程２０８、配線間隔制約付加工程２０９までの処理を繰り返し、セル端子間距離が基準値以下になると後工程に進む。
【００３５】
ＣＴＳ工程１０３においてはスキュー調整のためにＣＴＳバッファを挿入し、その結果に対して再び予備クロストークエラー修正工程１０２を実施する。チェックステップ２０２においてセル端子間距離が基準値以下であるならばＣＴＳチェック１０４に進む。
【００３６】
ＣＴＳチェック１０４において、クロックラインの特性値である遅延時間、スリュー値、スキュー値の判定が目標値に達していない場合はＣＴＳ修正工程１０５でクロックラインの改善を行う。改善後に予備クロストークエラー修正工程１０２を経て再びＣＴＳチェック１０４で判定を行い、クロックラインの特性値が目標値に達した場合は配線工程１０６に進む。このようにして、クロックラインの特性値が目標値に達するまで、ＣＴＳ修正工程１０５と予備クロストークエラー修正工程１０２とＣＴＳチェック１０４の処理を繰り返す。
【００３７】
配線工程１０６以降は従来通りの工程である。すなわち、クロストーク検証工程１０７で実配線後にクロストークエラーの検証を行い、エラー有無のチェックステップ１０８でエラーの有りとされた場合は、クロストークエラー修正工程１０９でクロストークエラー箇所を修正する。修正後にクロストーク検証工程１０７を経てチェックステップ１０８でエラー有無がチェックされ、このクロストークエラー修正のサイクルをエラー無しと判定されるまで繰り返す。
【００３８】
以上のように本実施形態によれば、セル配置工程からクロストークの影響を考慮した配置を実現し、さらにはクロストークの影響を考慮した配線を実施することによりクロストークの影響を軽減させるため、クロストークエラー修正工程にかかる時間を削減することで、従来に比べてレイアウト設計のＴＡＴの短縮を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の半導体集積回路の配置配線方法は、セルのドライブ強度に応じて設定される配線長の基準値を設けることで、基準値以内の距離にセルを移動させることができない場合にも、当該セルのドライブ強度を最適化することで基準値を変えて予備クロストークエラー判定を回避することができ、セル配置とセルの回路能力を考慮したクロストークエラーチェックが配線工程の前処理として実現されるため、クロストーク検証と修正に要する時間が削減され、レイアウト設計のＴＡＴを短縮することが可能となるという効果を有し、クロストークの影響を考慮した配置配線技術等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施の形態におけるレイアウト設計工程を示すフロー図。
【図２】本発明の一実施の形態における予備クロストークエラー修正工程の詳細を示すフロー図。
【図３】セルの端子間接続を説明する図。
【図４】クロストークエラーを修正するためのバッファセル挿入やセル移動およびドライブ強度アップを説明する図。
【図５】クロストークを考慮したＣＴＳバッファ挿入を説明する図。
【図６】従来の半導体集積回路のレイアウト設計工程を示すフロー図。
【符号の説明】
【００４１】
１０１、６０１  セル配置工程
１０２  予備クロストークエラー修正工程
１０３、６０２  ＣＴＳ工程
１０４  ＣＴＳチェック
１０５  ＣＴＳ修正工程
１０６、６０３  配線工程
１０７、６０４  クロストーク検証工程
１０８、６０６  エラー有無のチェックステップ
１０９、６０５  クロストークエラー修正工程
２０１  セル端子間距離の演算工程
２０２  基準値以下のチェックステップ
２０３  配置領域ありのチェックステップ
２０４  基準値×２以下のチェックステップ
２０５  セル移動可のチェックステップ
２０６  セル移動工程
２０７  セル最適化工程
２０８  バッファセル挿入工程
２０９  配線間隔制約付加工程
２１０  基準値チェック対象外に設定工程
３０１、３０２、４０１、４０２、４１１、５０１〜５０５  セル
３０３〜３０６、４０３〜４０６、５０６〜５１５  セル端子
３０７〜３１１、４０７〜４１０、４１２〜４１４、５１６〜５１８  推定経路
【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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