(57)【要約】【課題】ネット生成手段４とデザインルールチェック手段５を有する電気配線板設計支援装置において、各配線パターンの特性に応じてデザインルールチェックの基準値が設定でき、配線パターンのデザインルールチェックが正確かつ効率的に実施可能な電気配線板設計支援装置及びデザインルールチェック装置を提供する。【解決手段】前記デザインルールチェック手段５は、前記ネット生成手段４によって生成されたネットに依存しないデザインルールチェック手段５ｂと、ネットに依存するデザインルールチェック手段５ａとからなることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネット生成手段とデザインルールチェック手段を有する電気配線板設計支援装置において、前記デザインルールチェック手段は、前記ネット生成手段によって生成されたネットに依存しないデザインルールチェック手段と、ネットに依存するデザインルールチェック手段とからなることを特徴とする電気配線板設計支援装置。
【請求項２】
ネット情報の付随した電気配線板設計データを対象としたデザインルールチェック装置であって、デザインルールチェック手段は、ネットに依存しないデザインルールチェック手段と、ネットに依存するデザインルールチェック手段とからなることを特徴とするデザインルールチェック装置。
【請求項３】
前記ネット生成手段とデザインルールチェック手段を有する電気配線板設計支援装置は、ネット情報定義手段を有し、前記ネットに依存するデザインルールチェック手段は、前記ネット情報定義手段に登録されているパラメータを参照または演算し、デザインルールチェック値を決定することを特徴とする請求項１に記載の電気配線板設計支援装置。
【請求項４】
前記ネットに依存するデザインルールチェック手段は、前記ネット情報に登録されているパラメータを参照または演算し、デザインルールチェック値を決定することを特徴とする請求項２に記載のデザインルールチェック装置。
【請求項５】
前記ネットに依存するデザインルールチェック手段は、1個のネットに依存するデザインルールチェック手段と、複数個のネットに依存するデザインルールチェック手段とからなることを特徴とする請求項１または３に記載の電気配線板設計支援装置。
【請求項６】
前記ネットに依存するデザインルールチェック手段は、1個のネットに依存するデザインルールチェック手段と、複数個のネットに依存するデザインルールチェック手段とからなることを特徴とする請求項２または４に記載のデザインルールチェック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板やBGA基板などの電気配線板を設計する際使用する電気配線板設計支援装置、及び設計後のデザインルールをチェックするデザインルールチェック装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体パッケージを実装するプリント基板や、半導体チップを実装するBGA基板のような電気配線板を設計する際には、統合的な機能を有する設計支援装置が使用されている。設計支援装置には、設計した配線パターンのデザインルールが妥当なものかどうかを判断するデザインルールチェック手段が備わっている。デザインルールチェック手段によって判断できるのは、配線形状に代表される幾何学的な寸法値や代表値である。この値は、定数で与えられ、配線層毎や配線領域毎によって、異なる数値を設定することができる。デザインルールチェック手段に通常設定できるチェックパラメータには、下記のようなものがある。
【０００３】
・配線幅
・配線間スペース
・配線と導体面のスペース
・ビアの穴径とランド径
・ビアピッチ
・スルホールの穴径とランド径
・パッド径。
【０００４】
これらは、配線層毎や配線領域毎によって異なる値を設定できるので、想定される製造プロセスの製造限界の数値を入れておけば、デザインルールチェック手段を実行することによって、設計された配線パターンが製造可能かどうかをチェックすることができる。すなわち、従来のデザインルールチェック手段では、チェックパラメータに定数の数値を設定することしかできなかった。また、従来のデザインルールチェック手段では、チェックパラメータは、配線層毎や配線領域毎といった幾何形状や物体そのものに対して直接定義されていた。このようなことから、従来のデザインルールチェック手段は、基板の製造ルールに対するチェックにもっぱら使用されるようになった。
【０００５】
そのような状況下で、電子機器の高速化が進み、徐々にデザインルールチェック手段は製造ルールだけをチェックするのでは不十分となってきた。そこで、高速信号向けの電気配線板に対するデザインルールチェック手段として、チェックする課題に応じていろいろなチェック方法が考案されている。たとえば、クロストーク低減を目的とした導体間のクリアランスチェック、放射ノイズ低減を目的とした配線パターンの形状チェックが代表的である（特許文献１）。これらでは、一定条件を満たす近接配線パターンを抽出し、その長さが予め定められた基準値以内に入っているかどうかをチェックする方法をとる。基準値は定数として定義され、チェック対象となる配線パターンの形状によって、基準値に補正が加えられる。
【０００６】
以下に公知文献を示す。
【特許文献１】特開２００３−２１６６８０号公報。
【０００７】
しかしながら、このように予め定められた基準値を用いて、配線パターンをチェックす
る方法では、基準値に補正を加える手段を備えていても、基本的に判断基準は基準値の周辺値でしか行われない。クロストークや放射ノイズのような電気特性上の課題に対する基準値は、信号の周波数、駆動電位、伝送方式、伝送線路形態などの要因で大きく変化する。よって、1個の基準値しか持っていないと、実質上極めて限定された配線パターンにしか適応できないという大きな問題点がある。様々な配線パターンに対応するには、その配線パターンに流れるべき信号の特性を考慮して、基準値を変更する必要がある。各配線毎に基準値を変更するのは、非常に非効率的である。基準値を複数個持てるようにすれば、その都度チェック対象の配線パターンに応じて基準値を変更する必要はなくなるが、予め複数個の基準値を設定しなければならないことには変わりがない。また、複数個の基準値からどの値を選択して使用するかは、チェックする設計者に任されることになるので、設計者には電気特性上の詳しい知見が必要となる。このような理由から、従来のデザインルールチェック手段では、高速信号に対応したチェックを設計の実用に供するレベルで行うことが困難であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、以上の問題点を解決し、各配線パターンの特性に応じてデザインルールチェックの基準値が設定でき、配線パターンのデザインルールチェックが正確かつ効率的に実施可能な電気配線板設計支援装置及びデザインルールチェック装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以上の目的を達成するために、請求項１に記載した電気配線板設計支援装置であって、ネット生成手段とデザインルールチェック手段を有する電気配線板設計支援装置において、前記デザインルールチェック手段は、前記ネット生成手段によって生成されたネットに依存しないデザインルールチェック手段と、ネットに依存するデザインルールチェック手段とからなることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載のデザインルールチェック装置であって、ネット情報の付随した電気配線板設計データを対象としたデザインルールチェック装置であって、デザインルールチェック手段は、ネットに依存しないデザインルールチェック手段と、ネットに依存するデザインルールチェック手段とからなることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の電気配線板設計支援装置であって、前記ネット生成手段とデザインルールチェック手段を有する電気配線板設計支援装置は、ネット情報定義手段を有し、前記ネットに依存するデザインルールチェック手段は、前記ネット情報定義手段に登録されているパラメータを参照または演算し、デザインルールチェック値を決定することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に記載のデザインルールチェック装置であって、前記ネットに依存するデザインルールチェック手段は、前記ネット情報に登録されているパラメータを参照または演算し、デザインルールチェック値を決定することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に記載の電気配線板設計支援装置であって、前記ネットに依存するデザインルールチェック手段は、1個のネットに依存するデザインルールチェック手段と、複数個のネットに依存するデザインルールチェック手段とからなることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６に記載のデザインルールチェック装置であって、前記ネットに依存するデザインルールチェック手段は、1個のネットに依存するデザインルールチェック手段と、複数個のネットに依存するデザインルールチェック手段とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
以上のような構成をした本発明に係る電気配線板設計支援装置及びデザインルールチェック装置は、設計された配線パターンが妥当かどうかを判断する基準値が、配線に付随するネット情報に依存するかどうかで、２つに分類されている。これによって、ネット情報に応じて配線毎に異なる基準値を設定することが可能となる。配線を通る信号の特性によって大きく基準値が変動するような電気特性上のデザインルールチェックにも対応できる。また、基準値は、ネット情報を参照するか演算して自動的に設定されるので、非常に効率的にデザインルールをチェックすることが可能となる。更には、1個のネットに依存するデザインルールと、複数個のネットに依存するデザインルールを区別して設定することができる。そのため、ネット情報がまったく同一であるような複数の配線に対しては、一括して複数本の配線に対する基準値を設定することが可能である。そして、複数本の配線間で取り決められるクロストークのような基準値も設定できる。以上述べたように、デザインルールチェック手段の機能が飛躍的に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
本発明に係る電気配線板設計支援装置及びデザインルールチェック装置の第１の実施形態におけるブロック構成を図１に示す。メインのブロックである配線パターン作成手段１を中心にして、設計者とのユーザーインターフェースとなる入力手段２、配線パターンの作成結果をモニタなどに表示する表示手段３、配線パターンの電気的な接続状況を表現するネットを生成するネット生成手段４、配線パターンの形状や寸法あるいはその他の特性をチェックするデザインルールチェック手段５が、システム的に接続されている。更に、デザインルールチェック手段５は、ネット依存ルールチェック手段５ａと、ネット非依存ルールチェック手段５ｂとから構成されている。設計者が入力手段２によって、入力したデータや命令は、配線パターン作成手段１で配線パターンとなって作成され、その過程で必要に応じてネット生成やデザインルールチェックを行う場合には、ネット生成手段４、デザインルールチェック手段５が呼び出される。また、配線パターン作成手段１で配線パターンが作成されていく過程で、表示手段３は必要なタイミングでモニタにその経過を表示し、設計者が効率的に設計を進められるようになっている。なお、デザインルールチェック装置として構成する場合には、配線パターン作成手段１は必ずしも必要ではない。但し、実用上、配線パターンのチェックだけを専門的に行うよりは、チェックの結果エラーや警告が発生した配線パターンを修正する簡易な配線パターン作成手段１を備えていた方が、設計効率が上昇し、好ましい。また、ネットを一部あるいは全部を外部の装置で作成し、そのネットを利用しても良い。この場合は、ネット入力手段を追加するか、入力手段にネット入力の機能を追加しても良い。また、ネットを全部外部で作成する場合は、ネット生成手段を削除することもできる。
【００１８】
このようなブロック構成をした電気配線板設計支援装置及びデザインルールチェック装置を使用した設計作業の例を、図２を用いて説明する。図は、本例の、FC-BGA基板の設計作業の典型的なフローチャートを示す。
【００１９】
まず初めにネット非依存デザインルールをネット非依存ルールチェック手段５ｂによって設定する（Ｓ１）。ネットに依存しないデザインルールは、大部分が製造ルールであり、それは製造プロセスによって決定される。したがって、設計したい基板の品種によって変化するものではないので、配線パターンの設計に入る前に設定することができる。製造プロセスが作成できる配線形状や寸法を設定することになるので、チェックの基準値としては定数で表現できるものが大分部である。基板材料の物性値、絶縁層や導体層の厚さなどもここで設定する。一度設定すれば、同じ製造プロセスを使用して基板を作成する限り
、設定を変更する必要性は極めて少ない。予め基板製造のプロセスの種類だけネット非依存ルールチェック手段５ｂに、チェックの基準値を登録しておき、設計作業の時に製造プロセスを選択すれば、その製造プロセスに対応したチェックの基準値が読み込まれるようにしておくと、毎回設計作業のたびにネット非依存デザインルールを設定する必要がなくなり、設計作業が効率的になる。
【００２０】
ネット非依存デザインルールの設定を完了してから、FC-BGAのFC及びBGAのパッドを作成配置する（Ｓ２）。パッドの配置が製造ルール上妥当なものであるかどうかは、ネット非依存ルールチェック手段５ｂによって、設定されているネット非依存デザインルールの基準値を満たしているかどうかでチェックできる。ネット非依存デザインルールの基準値を満たしていないFC及びBGAのパッドを作成配置することを、配線パターン作成手段１で禁止にしておけば、FC-BGAのFC及びBGAのパッドを作成配置後にネット非依存デザインルールのチェックをすることは不要となる。
【００２１】
次に、FC及びBGAのパッドにピンアサインを設定する（Ｓ３）。通常ピンアサインには、ピンの信号系統とピン番号を示した名前が付けられている。FC及びBGAのパッドの配置とピンアサインが完了すれば、ネット生成手段４によってFCパッドとBGAパッドのピンアサイン名が一致するところは電気的につながっている回路であるとみなし、ネットを生成することができる。ネットは、ピンアサイン名によって登録され、ピンアサイン名から信号系統とピン番号が判別されて、信号系統別にネット生成手段４で管理される（Ｓ４）。
【００２２】
ネット生成が完了したところで、ネット依存のデザインルールを設定する（Ｓ５）。ネット生成の段階で、ピンアサイン名によって信号系統別にネットが管理されているので、ネット依存ルールチェック手段５ａによって信号系統別に、順次ネットにネット依存のデザインルールを設定することができる。たとえば、128ビットのデータバスであれば、128本のネットが存在し、それらは信号系統別に一括で管理されている。通常同一バスを通る信号はピン番号によらず一定であるから、電気特性上のデザインルールチェックの基準値などのネット依存のデザインルールは、128本のネットに対して同一の基準値を一括で設定できるのである。差動線路のペアのネットの場合も同様で、2本のネットに一括でネット依存のデザインルールを設定できる。これによって、従来非常に作業時間がかかるために実質上設定できなかった各ネットに対応したネット依存のデザインルールを、効率よく短時間に設定できるようになる。電気特性上のデザインルールチェックの基準値は、すべてネットに応じて配線毎に異なるため、高速基板における電気特性のチェックが厳密迅速にできるようになる。
【００２３】
これでデザインルールチェックの設定はすべて完了し、実際に配線パターン作成手段１によって配線を作成する段階となる（Ｓ６）。配線パターン作成中に、デザインルールチェック手段５によるチェックを割り込みによって、一定の短時間で繰り返すようにすれば、作成した配線パターンがデザインルール上妥当なものかどうかを、ほぼ配線作成と同時にチェックできる。これを更に進めれば、デザインルールチェック手段５で妥当と判定された配線しか作成できないように、配線パターン作成手段１で作成できる配線パターンを制限することもできる。配線パターン作成の終了後に、最終確認として、デザインルールチェック手段５によって総合的な配線パターンのチェックを行う（Ｓ７）。デザインルール上妥当でない場合には、デザインルールチェック手段５は、エラーや警告を発し、配線パターン作成手段１を通して表示手段３に表示される。設計者は、それを見て必要に応じて配線パターンに修正を加える。デザインルールチェック手段５が、エラーや警告を発しなくなれば、配線パターンの設計は完了である。
【００２４】
図3に、本発明に係る電気配線板設計支援装置及びデザインルールチェック装置の第２の実施形態におけるブロック構成を示す。第１の実施形態に加えて、ネット生成手段４に
はネット情報定義手段６がシステム的に接続され、更にネット情報定義手段６は、ネット依存ルールチェック手段５ａからデータを参照できるようになっている。ネット依存ルールチェック手段５ａは、ネット情報定義手段６から参照した情報を演算できる機能を備えている。演算にはプログラムで記述するような条件分岐、ループ処理、数値積分などを含む。ネット情報定義手段６では、ネット生成手段４でネットを生成する段階で、ネット情報を定義する。ネット情報としては、代表的なものにネットに対応した配線に通る信号の特性が挙げられる。多くの場合電気特性上のパラメータで、信号の周波数、波形の立ち上がりや立ち下りの時間、伝送遅延時間、伝送方式、伝送線路形態、スキューなど多数のものが該当する。これらのネット情報として定義されたパラメータは、ネット依存のデザインルールを設定する段階で、ネット依存ルールチェック手段５ａによって参照され、必要に応じて演算されて、デザインルールチェックの基準値を算出する。ネット依存ルールチェック手段５ａに予めネット情報の演算処理の方法を数式で定義するか、プログラムで記述しておけば、ネット情報定義手段６から情報を参照するだけで、自動的に各ネットに対するデザインルールチェックの基準値を設定できる。よって、設計者が、ネットの信号系統やその特性に対する電気特性上のパラメータを意識して、場合によっては電磁界解析や回路解析を行って、自らデザインルールチェックの基準値を算出する必要がなくなる。すなわち、電気特性に代表されるネット依存のデザインルールが、大幅に容易に設定できるようになる。
【００２５】
図４に、本発明に係る電気配線板設計支援装置及びデザインルールチェック装置の第３の実施形態におけるブロック構成のうちで、デザインルールチェック手段の部分のみを示す。デザインルールチェック手段５は、ネット依存ルールチェック手段５ａとネット非依存ルールチェック手段５ｂとからなるとともに、更にネット依存ルールチェック手段５ａは、単一ネットルールチェック手段5a1と、複数ネット依存ルールチェック手段5a2とからなっている。
【００２６】
ネット依存のデザインルールの代表である電気特性関連のデザインルールは、単一の配線の特性で決められるものと、複数の配線の特性を考慮しないと決められないものがある。すなわち、単一ネットの情報で決められるものと、複数ネットの情報を考慮しないと決められないものがあるということである。また、バスの線路のように、単一ネットの情報で決められる場合でも、ひとたびデザインルールが決まれば、それが同一信号系統のネットすべてに適用されるような場合もある。よって、ネット依存ルールチェック手段５ａは、単一ネットルールチェック手段5a1と、複数ネット依存ルールチェック手段5a2とに分類した方が、効率的な運用ができる。単一ネットの情報で決められる電気特性デザインルールとしては、伝送遅延時間から算出される配線長、特性インピーダンスで規定される配線幅（但しコプレーナー線路の系統は除く）などが代表的である。複数ネットの情報で決められる電気特性デザインルールとしては、クロストークで規定される並行配線長と配線間隔、信号のスキューなどが代表的である。バス線路のように同一のデザインルールが一括で複数のネットに属している場合もこれに含める。このようにネット依存ルールチェック手段５ａを、単一ネットルールチェック手段5a1と、複数ネット依存ルールチェック手段5a2とに分類することによって、デザインルールの基準値を設定するのにかかる煩雑作業を単純化して時間短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る電気配線板設計支援装置及びデザインルールチェック装置の第１の実施形態のブロック構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における典型的な設計作業のフローチャート図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示したブロック構成図である。
【図４】本発明の第３の実施形態を示したブロック構成図である。
【符号の説明】
【００２８】
１・・・・配線パターン作成手段
２・・・・データ入力手段
３・・・・表示手段
４・・・・ネット生成手段
５・・・・デザインルールチェック手段
５ａ・・・・ネット依存ルールチェック手段
５ｂ・・・・ネット非依存ルールチェック手段
５ａ１・・・・単一ネット依存ルールチェック手段
５ａ２・・・・複数ネット依存ルールチェック手段
６・・・・ネット情報定義手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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