(57)【要約】【課題】  ハードマクロの入出力端子とこの入出力端子に接続するスタンダードセルとの距離が長い場合にクロストークノイズを低減させる。【解決手段】  配置配線情報を持つハードマクロ１０１を作成するための方法である。第１の方向に沿ったハードマクロ１０１の端子１０７〜１１０どうしの間隔と、前記第１の方向に直交する第２の方向に沿ったハードマクロの端子１０７〜１１０どうしの間隔とを、あらかじめ定めたクロストーク許容値にもとづき決定する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配置配線情報を持つハードマクロを作成するための方法であって、第１の方向に沿った前記ハードマクロの端子どうしの間隔と、前記第１の方向に直交する第２の方向に沿った前記ハードマクロの端子どうしの間隔とを、あらかじめ定めたクロストーク許容値にもとづき決定することを特徴とするハードマクロ作成方法。
【請求項２】
配置配線情報を持つハードマクロを作成するための方法であって、前記ハードマクロにおける第１の辺上の一対の第１の端子と、前記第１の辺と直交する第２の辺上の一対の第２の端子とについて、各第１の端子と各第２の端子との間をそれぞれ配線し、第１の端子どうしの間隔および第２の端子どうしの間隔と、配線どうしの間隔とを、あらかじめ定めたクロストーク許容値にもとづき決定することを特徴とするハードマクロ作成方法。
【請求項３】
第１の端子と第２の端子との間の配線に仮想レイヤを用いることを特徴とする請求項２記載のハードマクロ作成方法。
【請求項４】
配置配線情報を持つハードマクロを備えた半導体集積回路のレイアウト方法であって、
前記ハードマクロの端子と、この端子に接続するスタンダードセルまたはハードマクロの他の端子との距離を計算する配線長計算工程と、
前記配線長計算工程において計算された距離から、あらかじめ定めたクロストーク許容値にもとづき配線長を判定する配線長判定工程と、
前記配線長判定工程における判定結果にもとづいて、前記クロストーク許容値よりも配線長が長いと判定された端子についての配線経路を決定する長配線ハードマクロ配線工程と、
前記長配線ハードマクロ配線工程において決定された配線経路以外の配線経路を決定する通常ネット配線工程とを有することを特徴とするハードマクロを備えた半導体集積回路のレイアウト方法。
【請求項５】
配置配線情報を持つハードマクロのすべての入出力端子についての一対の端子どうしの間隔が、あらかじめ定めたクロストーク許容値にもとづき決定される最小間隔よりも大きいことを特徴とするハードマクロを備えた半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハードマクロ作成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、集積回路、特に半導体集積回路にあっては、その微細加工技術の進展により、半導体集積回路内の配線幅や隣接する配線間の間隔が縮小される傾向にある。これに対し、同半導体集積回路内の配線の膜厚については、配線抵抗の増加抑制やエレクトロマイグレーション等に起因する断線の防止を図る必要があることから、上記配線幅や隣接する配線間の間隔ほどには縮小が図られない。このため、集積回路の微細化につれて、絶縁層を介して配線と基板との間に形成される静電容量（カップリング容量）よりも、絶縁物を介して隣接する配線間に形成される静電容量（カップリング容量）の影響が大きなものとなりつつある。
【０００３】
この隣接配線間に形成される静電容量の影響として、一方の配線の電位変化が他方の配線の電位を変化させるクロストークノイズがある。このクロストークノイズの影響が大きくなると、半導体集積回路が誤動作を起こす可能性が増大する。すなわち、グリッチ（ひげ）と呼ばれるノイズの発生によって順序回路の出力論理信号が論理反転を引き起こしたり、信号伝播速度の変化である遅延変動が生じることに起因して実際の動作速度が所望の動作速度からずれたものとなったりする。
【０００４】
図９は、従来のハードマクロを含む半導体集積回路のレイアウトの一例を示す図である。
この図９に示すように、半導体集積回路１００は、ハードマクロ９００と、ハードマクロ１０２〜１０６と、スタンダードセル１１１〜１１４とを備えている。ハードマクロ９００およびハードマクロ１０２〜１０６は、所定の機能を実現する機能ブロック（回路）であり、例えばＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭ等の機能を有する。
【０００５】
図９において、ハードマクロ９００の入出力端子９０１〜９０４は、それぞれ配線によってスタンダードセル１１１〜１１４に接続している。
入出力端子９０３、９０４は、接続するスタンダードセル１１３、１１４までの距離が短いため、クロストークノイズが発生する可能性は低い。これに対し、入出力端子９０１、９０２は、接続するスタンダードセル１１１、１１２までの距離が長いため、クロストークノイズが発生する可能性が高い。
【０００６】
そこで従来は、セルの配置およびセル間等の結線を所定間隔のグリッドを用いて行う汎用の自動配置配線ツールにおいても、こうしたクロストークノイズの対策として、次の手順、すなわち
（１）設計者側でクロストークノイズの上限値を設定する。
（２）カップリング容量および配線の抵抗を自動抽出する。
（３）全配線についてクロストークノイズを算出する。
（４）上記算出されたノイズが上記設定された上限値を超える場合に違反と判定する。
（５）違反と判定された箇所の両側の配線をグリッド所定間隔の２倍若しくはそれ以上に引き離す。
といった手順による設計手法がよく用いられている。
【０００７】
また、グリッドを製造工程における最小加工精度の整数倍とならない間隔にする方法もある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１２８４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来の構成では、ハードマクロの入出力端子に接続する配線どうしにクロストークノイズが発生するときには、配線後に、ハードマクロの入出力端子に接続する配線どうしの間隔を拡大する必要がある。このため、ハードマクロの上等で配線リソースが少ない場合には、配線間のクロストークノイズを低減するために多大な工数が発生する場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明のハードマクロ作成方法は、配置配線情報を持つハードマクロを作成するに際し、第１の方向に沿った前記ハードマクロの端子どうしの間隔と、前記第１の方向に直交する第２の方向に沿った前記ハードマクロの端子どうしの間隔とを、あらかじめ定めたクロストーク許容値にもとづき決定するものである。
【００１０】
このようにしたうえで、ハードマクロの端子に接続する配線間の間隔を拡大することができ、こうすることで、クロストークノイズを低減することができる。
【００１１】
本発明の他のハードマクロ作成方法は、配置配線情報を持つハードマクロを作成するに際し、前記ハードマクロにおける第１の辺上の一対の第１の端子と、前記第１の辺と直交する第２の辺上の一対の第２の端子とについて、各第１の端子と各第２の端子との間をそれぞれ配線し、第１の端子どうしの間隔および第２の端子どうしの間隔と、配線どうしの間隔とを、あらかじめ定めたクロストーク許容値にもとづき決定するものである。
【００１２】
このようにしたうえで、ハードマクロの端子に接続する配線間の間隔を拡大することができ、こうすることで、クロストークノイズを低減することができる。
【００１３】
本発明の半導体集積回路のレイアウト方法は、配置配線情報を持つハードマクロを備えた半導体集積回路のレイアウト方法であって、前記ハードマクロの端子と、この端子に接続するスタンダードセルまたはハードマクロの他の端子との距離を計算する配線長計算工程と、前記配線長計算工程において計算された距離から、あらかじめ定めたクロストーク許容値にもとづき配線長を判定する配線長判定工程と、前記配線長判定工程における判定結果にもとづいて、前記クロストーク許容値よりも配線長が長いと判定された端子についての配線経路を決定する長配線ハードマクロ配線工程と、前記長配線ハードマクロ配線工程において決定された配線経路以外の配線経路を決定する通常ネット配線工程とを有するものである。
【００１４】
このようなレイアウト方法によって、クロストークノイズを低減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のハードマクロ作成方法によれば、ハードマクロの端子に接続する配線どうしの間隔を容易に拡大することができ、クロストークノイズを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にもとづく半導体集積回路１００の概略平面図である。
【００１７】
図１に示すように、半導体集積回路１００は、ハードマクロ１０１〜１０６と、スタンダードセル１１１〜１１４とを備えている。ハードマクロ１０１〜１０６は、所定の機能を実現する機能ブロック（回路）であり、たとえばＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭ等の機能を有する。
【００１８】
図１および図２に示すように、ハードマクロ１０１は、他のハードマクロやスタンダードセルと接続するための入出力端子１０７〜１１０を備えている。このうち、入出力端子１０７、１０８はそれぞれスタンダードセル１１１、１１２に接続し、入出力端子１０９、１１０はそれぞれスタンダードセル１１３、１１４に接続している。
【００１９】
ここで、クロストーク許容値を、たとえば、長さＬｍａｘまで並行に配線されたときのカップリング容量がＣｍａｘ以下となることとする。
図示のようにハードマクロ１０１が矩形状であるとすると、このハードマクロ１０１において、矩形の一辺に沿った第１の方向と、この第１の方向に直交する第２の方向とを規定することができる。ここでは、第１の方向すなわち矩形の一辺の方向を垂直方向と称し、第２の方向すなわち矩形の他の辺の方向を水平方向と称する。
【００２０】
このとき、入出力端子１０７〜１１０の垂直方向の間隔Ｄｖを、たとえば、入出力端子１０７に接続する配線１１５と入出力端子１０８に接続する配線１１６とが長さＬｍａｘまで並行に配線されたときのカップリング容量がＣｍａｘ以下となるように決定する。
【００２１】
また、入出力端子１０７〜１１０の水平方向の間隔Ｄｈを、たとえば、入出力端子１０９に接続する配線１１７と入出力端子１１０に接続する配線１１８とが長さＬｍａｘまで並行に配線されたときのカップリング容量がＣｍａｘ以下となるように決定する。
【００２２】
このようにして入出力端子１０７〜１１０の間隔を決定することにより、入出力端子１０７〜１１０に接続する配線１１５〜１１８を直線状に配線した場合に発生するクロストークノイズを低減することができる。
【００２３】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図３は、本発明の実施の形態２にもとづく半導体集積回路１００の概略平面図である。なお、図３において、実施の形態１にかかる半導体集積回路のものと同一の部分には、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００２４】
ハードマクロ３００は、図３および図４に示すように、他のハードマクロやスタンダードセルと接続するための入出力端子３０１〜３０４（外周部接続端子）を備えている。このうち、入出力端子３０１、３０３は水平配線３０５と垂直配線３０７により互いに接続され、入出力端子３０２、３０４は水平配線３０６と垂直配線３０８により互いに接続されている。
【００２５】
ここで、クロストーク許容値を、たとえば、長さＬｍａｘまで並行に配線されたときのカップリング容量がＣｍａｘ以下となることとする。
このとき、水平配線３０５、３０６の垂直方向の間隔Ｄｖを、水平配線３０５と水平配線３０６とが長さＬｍａｘまで並行に配線されたときのカップリング容量がＣｍａｘ以下となるように決定する。
【００２６】
また、垂直配線３０７、３０８の水平方向の間隔Ｄｈを、垂直配線３０７と垂直配線３０８とが長さＬｍａｘまで並行に配線されたときのカップリング容量がＣｍａｘ以下となるように決定する。
【００２７】
このようにして、入出力端子３０１〜３０４の間隔、水平配線３０５、３０６の垂直方向の間隔、垂直配線３０７、３０８の水平方向の間隔を決定することにより、入出力端子３０１〜３０４に接続する配線３０５、３０６および配線３０７、３０８を直線状に配線した場合に発生するクロストークノイズを低減することができる。
【００２８】
ここでは、図３および図４における下辺上の入出力端子と右辺上の入出力端子とを配線で接続した例を示したが、下辺上の入出力端子と左辺上の入出力端子、上辺上の入出力端子と右辺上の入出力端子、あるいは、上辺上の入出力端子と左辺上の入出力端子の組み合わせでも同様である。
【００２９】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。ここでは、上記において図３および図４を参照しながら実施の形態２について説明したハードマクロ３００の変形例について説明する。図５は、本発明の実施の形態３にもとづく半導体集積回路１００の概略平面図である。なお、図５において、実施の形態１や実施の形態２にかかる半導体集積回路のものと同一の部分には、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００３０】
図６は、実施の形態３に係るハードマクロ５００を示す。図５および図６に示すように、ハードマクロ５００は、矩形状であって、図における右辺上の入出力端子３０１と下辺上の入出力端子３０３とを接続する配線３０５、３０７と、右辺上の入出力端子３０２と下辺上の入出力端子３０４とを接続する配線３０６、３０８とを、仮想レイヤ、つまり実際には使用しないレイヤで配線している。
【００３１】
図５に示すように、入出力端子３０１はスタンダードセル１１１に接続されている。このように入出力端子３０１が接続されている場合には、配線３０５、３０７を実レイヤに置換する。
【００３２】
一方、図５における入出力端子３０２は接続先がない。このような場合には、配線３０６、３０８は仮想レイヤのままにしておく。
次に、この実施の形態３の効果について説明する。この実施の形態３では、接続先のない配線は実レイヤに置換しないため、無駄な配線容量を付加することを防ぐことができる。
【００３３】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について、図７および図８にしたがって説明する。図７は本発明の実施の形態４にもとづく半導体集積回路のレイアウト方法のフロー図、図８は本発明の実施の形態４にもとづく半導体集積回路の概略平面図である。
【００３４】
まず、図７の配線長計算工程７００において、ハードマクロのすべての入出力端子について、このハードマクロの入出力端子と、この入出力端子に接続するスタンダードセルまたはハードマクロの他の入出力端子との距離を計算する。たとえば、図８に示すように、ハードマクロ８００の入出力端子８０１がスタンダードセル８１０の入出力端子８１１に接続している場合に、その距離はＤ１となる。同様に、ハードマクロ８００の入出力端子８０２がスタンダードセル８１２の入出力端子８１３に接続している場合に、その距離はＤ２となる。このようにして、ハードマクロ８００のＮ個の入出力端子すべてについて、その入出力端子と接続するスタンダードセルまたはマクロセルの他の入出力端子との距離Ｄｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ）を計算し、その最小値をＤｍｉｎとする。
【００３５】
次に、図７の配線長判定工程７０１において、あらかじめ定めたクロストーク許容値たとえば配線長Ｌｍａｘ１と、配線長計算工程７００で計算した距離の最小値Ｄｍｉｎとを比較し、ＤｍｉｎのほうがＬｍａｘ１より大きい場合は、クロストークノイズの発生の可能性が高い長配線ハードマクロであると判定する。
【００３６】
次に、長配線ハードマクロ配線工程７０２では、配線長判定工程７０１において長配線ハードマクロであると判定されたハードマクロの入出力端子に接続するすべてのネットの配線を実行する。このとき、長配線ハードマクロに関わるすべての配線間の同じレイヤにおける間隔が、あらかじめ定めたクロストーク許容値、たとえば、Ｓｍａｘ以上となるように、その配線を実行する。
【００３７】
最後に、通常ネット配線工程７０３において、残りのネットの配線経路を決定する。このとき、長配線ハードマクロに関わるすべての配線と同じレイヤにおける配線間隔が、あらかじめ定めたクロストーク許容値、たとえば、Ｓｍａｘ以上となるように、その配線を実行する。これによって、配置配線情報を持つハードマクロのすべての入出力端子についての一対の端子どうしの間隔が、あらかじめ定めたクロストーク許容値にもとづき決定される最小間隔よりも大きい半導体装置が得られる。
【００３８】
なお、この実施の形態４では、ハードマクロ８００のすべての入出力端子について、このハードマクロ８００の入出力端子と、この入出力端子に接続するスタンダードセルまたはハードマクロ８００の他の入出力端子との距離を計算し、その最小値ＤｍｉｎとＬｍａｘ１とを比較しているが、これに限定されるものではない。たとえば、距離の最大値Ｄｍａｘや平均値ＤａｖｒとＬｍａｘ１とを比較してもよい。
【００３９】
次に、この実施の形態４の効果について説明する。この実施の形態４では、ハードマクロの入出力端子と接続する配線のクロストークノイズによるエラーの発生を予防することができるため、配線後にクロストークノイズによるエラーを修正する必要がなく、配線修正工数を削減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明のハードマクロ作成方法は、ハードマクロの入出力端子に接続する配線間に発生するクロストークノイズを容易に低減する機能を有し、半導体集積回路等におけるハードマクロ作成方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態１にもとづく半導体集積回路の概略平面図
【図２】図１におけるハードマクロを示す図
【図３】本発明の実施の形態２にもとづく半導体集積回路の概略平面図
【図４】図３におけるハードマクロを示す図
【図５】本発明の実施の形態３にもとづく半導体集積回路の概略平面図
【図６】図５におけるハードマクロを示す図
【図７】本発明の実施の形態４にもとづく半導体集積回路のレイアウト方法のフロー図
【図８】本発明の実施の形態４にもとづく半導体集積回路の概略平面図
【図９】従来の半導体集積回路の概略平面図
【符号の説明】
【００４２】
１００  半導体集積回路
１０１〜１０６  ハードマクロ
１０７〜１１０  入出力端子
１１５〜１１８  配線
３００  ハードマクロ
３０１〜３０４  入出力端子
３０５〜３０８  配線
５００  ハードマクロ
８００  ハードマクロ
８０１、８０２、８１１、８１３  入出力端子
【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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