(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路上での信号伝送に伴って生じるリターン電流の、該回路上における出発点および到着点の設定を受ける発着設定部と、
前記回路上の各部におけるリターン電流の通りやすさの設定を受ける容易性設定部と、
前記リターン電流が前記出発点から前記到着点まで流れるときのルートを前記回路上で前記通りやすさに基づいて探索するリターンルート探索部とを備え、
前記発着設定部が、複数の信号伝送それぞれに伴って生じる複数のリターン電流それぞれについて出発点および到着点の設定を受けるものであり、
前記容易性設定部が、前記複数の信号伝送それぞれに対応した通りやすさの設定を受けるものであり、
前記リターンルート探索部が、前記複数のリターン電流それぞれに対応した複数のルートを探索するものであり、
前記複数のルートが前記回路上で集中する位置を求める集中位置探索部を備えたことを特徴とするリターンルート探索装置。
【請求項２】
操作に応じて回路を設計する設計部と、
前記設計部で設計された回路上での信号伝送に伴って生じるリターン電流の、該回路上における出発点および到着点の設定を受ける発着設定部と、
前記設計部で設計された回路上の各部におけるリターン電流の通りやすさの設定を受ける容易性設定部と、
前記リターン電流が前記出発点から前記到着点まで流れるときのルートを前記回路上で前記通りやすさに基づいて探索するリターンルート探索部とを備え、
前記発着設定部が、複数の信号伝送それぞれに伴って生じる複数のリターン電流それぞれについて出発点および到着点の設定を受けるものであり、
前記容易性設定部が、前記複数の信号伝送それぞれに対応した通りやすさの設定を受けるものであり、
前記リターンルート探索部が、前記複数のリターン電流それぞれに対応した複数のルートを探索するものであり、
前記複数のルートが前記回路上で集中する位置を求める集中位置探索部を備えたことを特徴とする回路設計装置。
【請求項３】
コンピュータに組み込まれて該コンピュータ上に、
回路上での信号伝送に伴って生じるリターン電流の、該回路上における出発点および到着点の設定を受ける発着設定部と、
前記回路上の各部におけるリターン電流の通りやすさの設定を受ける容易性設定部と、
前記リターン電流が前記出発点から前記到着点まで流れるときのルートを前記回路上で前記通りやすさに基づいて探索するリターンルート探索部とを構築する、
前記発着設定部が、複数の信号伝送それぞれに伴って生じる複数のリターン電流それぞれについて出発点および到着点の設定を受けるものであり、
前記容易性設定部が、前記複数の信号伝送それぞれに対応した通りやすさの設定を受けるものであり、
前記リターンルート探索部が、前記複数のリターン電流それぞれに対応した複数のルートを探索するものであり、
前記コンピュータ上に、前記複数のルートが前記回路上で集中する位置を求める集中位置探索部も構築することを特徴とするリターンルート探索プログラム。
【請求項４】
コンピュータに組み込まれて該コンピュータ上に、
操作に応じて回路を設計する設計部と、
前記設計部で設計された回路上での信号伝送に伴って生じるリターン電流の、該回路上における出発点および到着点の設定を受ける発着設定部と、
前記設計部で設計された回路上の各部におけるリターン電流の通りやすさの設定を受ける容易性設定部と、
前記リターン電流が前記出発点から前記到着点まで流れるときのルートを前記回路上で前記通りやすさに基づいて探索するリターンルート探索部とを構築する、
前記発着設定部が、複数の信号伝送それぞれに伴って生じる複数のリターン電流それぞれについて出発点および到着点の設定を受けるものであり、
前記容易性設定部が、前記複数の信号伝送それぞれに対応した通りやすさの設定を受けるものであり、
前記リターンルート探索部が、前記複数のリターン電流それぞれに対応した複数のルートを探索するものであり、
前記コンピュータ上に、前記複数のルートが前記回路上で集中する位置を求める集中位置探索部も構築することを特徴とする回路設計プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路上での信号伝送に伴って生じるリターン電流のルート（帰還電流経路）を探索する機能を有するリターンルート探索装置、回路設計装置、リターンルート探索プログラム、および回路設計プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＳＩやプリント基板における信号伝送ルートの配線を設計するために、自動配線機能を備えた、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）装置に代表される回路設計装置が普及している。この自動配線機能では、交差や重なりが無いルートが自動的に探索され、回路設計装置のユーザは、探索されたルートを使って効率よく回路を設計することができる。
【０００３】
ところで、ＬＳＩやプリント基板で信号伝送が行われると、その信号伝送に伴ってリターン電流（帰還電流）が発生することが知られており、このリターン電流のルートが信号伝送のルートから大きく外れた不適切なルートであるとノイズ電波などが放出されてしまう。このため、回路設計装置が用いられて設計された回路に対して電磁界解析ツールを使用して回路上での電流分布を解析することでリターン電流の流れを確認することが行われている。そして、リターン電流のルートが不適切なルートである場合には設計者によって回路の設計変更が行われる。
【０００４】
また、信号伝送ルートの直下をリターン電流のルートとして確保するために、グランド（ＧＮＤ）パターンや電源パターンに生じるスリットや他の配線を禁止する技術（例えば特許文献１および特許文献２参照）や、信号伝送ルートを中心とした一定幅の探索領域を決め、その探索領域内で信号伝送ルートに沿った最短経路をリターン電流のルートとして求める技術（例えば特許文献３参照）も提案されている。
【特許文献１】特開平１１−３１６７７４号公報
【特許文献２】特開２００４−２５２７４３号公報
【特許文献３】特開２００３−１９６３４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、電磁界解析ツールを使用して回路上での電流分布を解析する技術は、リターン電流のルートを正確に求められるものの、モデル作成や解析実行に多くの時間を要するという問題がある。
【０００６】
また、特許文献１や特許文献２の技術が実現されると、リターン電流の不適切なルートがはじめから回避されるが、信号伝送ルートの直下を常に確保するという厳密な方式では設計の自由度が少なすぎて、適切な設計がかえって困難となるという問題がある。
【０００７】
また、特許文献３の技術では、探索領域やリターン電流のルートの求め方が単純で、正確なルートが得られないという問題がある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑み、短時間で正確にリターン電流のルートが求められるリターンルート探索装置、およびそのようなリターンルート探索の機能を有する回路設計装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明のリターンルート探索装置は、
回路上での信号伝送に伴って生じるリターン電流の、その回路上における出発点および到着点の設定を受ける発着設定部と、
上記回路上の各部におけるリターン電流の通りやすさの設定を受ける容易性設定部と、
上記リターン電流が上記出発点から上記到着点まで流れるときのルートを上記回路上で上記通りやすさに基づいて探索するリターンルート探索部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
リターン電流を求めるために電磁界解析を行うと正確な電流分布が得られるが、リターン電流ルートの適否を検討して回路設計の良否を判断する際には、そのような電流分布は不要で、最も電流が流れるルートを知るだけで判断が可能である。
【００１１】
本発明のリターンルート探索装置によれば、容易性設定部で設定された、リターン電流の通りやすさに基づいてルートが探索されるので、余分な解析は行われず、正確なルートが短時間で求められる。そのような探索は、例えば、回路設計装置の自動配線機能で用いられている探索技術の応用によって実現される。設計者は、そのように探索されたルートを確認することでリターン電流ルートの適否および回路設計の良否を判断することができ、不適切なリターン電流ルートについては、コンデンサ追加や電源ＶＩＡの追加といった対策を施すことができる。本発明のリターンルート探索装置によるリターン電流ルートの短時間かつ正確な探索は、不適切なリターン電流ルートに対して施された対策の効果確認にも有効である。
【００１２】
本発明のリターンルート探索装置は、上記リターンルート探索部で求められたルートを表示する表示部を備えることが好適である。
【００１３】
このような表示部を備えたリターンルート探索装置によれば、設計者は、表示部でルートを視覚的に確認して適否を判断することができる。
【００１４】
また、本発明のリターンルート探索装置は、上記回路上における上記信号伝送のルートの特定を受ける伝送ルート特定部と、
上記伝送ルート特定部で特定されたルートと所定の設定ルールとに基づいて、上記発着設定部に上記出発点および上記到着点を設定し、上記容易性設定部に上記通りやすさを設定する設定反映部とを備えることが好適である。
【００１５】
ここで、伝送ルート設定部が受ける「信号伝送のルートの特定」は、信号伝送が行われる導線パターンを回路上で選択することや、信号伝送の出発点、経由点、到着点を回路上で指定することなどを含む意味である。
【００１６】
上記設定反映部を備えたリターンルート探索装置によれば、信号伝送のルートがリターン電流における出発点や通りやすさなどに自動的に反映されてリターン電流のルートが探索されるので、ＣＡＤ装置などで設計された回路上の各信号伝送のルートについて自動的にリターン電流のルートを探索するといった運用が可能となる。
【００１７】
また、本発明のリターンルート探索装置は、上記回路上における上記信号伝送のルートの特定を受ける伝送ルート特定部と、
上記伝送ルート特定部で特定されたルートと上記リターンルート探索部で求められたルートとを経るループで囲まれた面積を算出し、その面積に基づいてリターン電流のルートの良否を判定する第１の良否判定部とを備えることが好ましい。
【００１８】
また、本発明のリターンルート探索装置は、上記回路上における上記信号伝送のルートの特定を受ける伝送ルート特定部と、
上記伝送ルート特定部で特定されたルートの長さと上記リターンルート探索部で求められたルートの長さとの差を算出し、その差に基づいてリターン電流のルートの良否を判定する第２の良否判定部とを備えることも好ましい。
【００１９】
信号伝送のルートとリターン電流のルートが離間して、両ルートを経るループが拡大すると信号伝送が不安定となるし、放射されるノイズ電波も増大する。このようなループの大きさを示す指標としては、ループが囲んだ面積や、上記両ルートの長さの差が採用可能であり、良否判定部では、このような指標の値に基づいてリターン電流のルートの良否が自動的に判定される。従って、このような良否判定部を備えたリターンルート探索装置によれば、回路の設計者は、回路設計の良否を判断する手間が軽減される。
【００２０】
本発明のリターンルート探索装置は、
「  上記発着設定部が、複数の信号伝送それぞれに伴って生じる複数のリターン電流それぞれについて出発点および到着点の設定を受けるものであり、
上記容易性設定部が、上記複数の信号伝送それぞれに対応した通りやすさの設定を受けるものであり、
上記リターンルート探索部が、上記複数のリターン電流それぞれに対応した複数のルートを探索するものであり、
上記複数のルートが上記回路上で集中する位置を求める集中位置探索部を備えた」
という形態が好適である。
【００２１】
ＬＳＩやプリント基板上には、多数の信号が伝送されるネットが形成されており、そのネット上で行われる多数の信号伝送に対応して多数のリターン電流が発生する。その結果として複数のリターン電流ルートがネット上の１カ所に集中すると、電流の集中となってノイズ増大の原因となる。
【００２２】
上記の集中位置探索部を備えたリターンルート探索装置によれば、そのようにルートが集中する位置が求められるので、設計者は、ノイズ増大の原因となる箇所が確認でき、コンデンサの追加や電源ＶＩＡの追加といった対策を適切かつ容易に施すことができる。
【００２３】
上記目的を達成する本発明の回路設計装置は、
操作に応じて回路を設計する設計部と、
上記設計部で設計された回路上での信号伝送に伴って生じるリターン電流の、その回路上における出発点および到着点の設定を受ける発着設定部と、
上記設計部で設計された回路上の各部におけるリターン電流の通りやすさの設定を受ける容易性設定部と、
上記リターン電流が上記出発点から上記到着点まで流れるときのルートを上記回路上で上記通りやすさに基づいて探索するリターンルート探索部とを備えたことを特徴とする。
【００２４】
本発明の回路設計装置によれば、設計部で設計された回路上におけるリターン電流のルートが短時間で正確に探索されるので、設計者は、設計した回路の良否を容易に判断することができる。
【００２５】
また、上記目的を達成する本発明のリターンルート探索プログラムは、
コンピュータに組み込まれてそのコンピュータ上に、
回路上での信号伝送に伴って生じるリターン電流の、その回路上における出発点および到着点の設定を受ける発着設定部と、
上記回路上の各部におけるリターン電流の通りやすさの設定を受ける容易性設定部と、
上記リターン電流が上記出発点から上記到着点まで流れるときのルートを上記回路上で上記通りやすさに基づいて探索するリターンルート探索部とを構築することを特徴とする。
【００２６】
本発明のリターンルート探索プログラムによれば、簡便かつ正確にリターン電流のルートが求められるリターンルート探索装置を実現するための構成要素がコンピュータ上で容易に構築される。
【００２７】
また、上記目的を達成する本発明の回路設計プログラムは、
コンピュータに組み込まれてそのコンピュータ上に、
操作に応じて回路を設計する設計部と、
上記設計部で設計された回路上での信号伝送に伴って生じるリターン電流の、その回路上における出発点および到着点の設定を受ける発着設定部と、
上記設計部で設計された回路上の各部におけるリターン電流の通りやすさの設定を受ける容易性設定部と、
上記リターン電流が上記出発点から上記到着点まで流れるときのルートを上記回路上で上記通りやすさに基づいて探索するリターンルート探索部とを構築することを特徴とする。
【００２８】
本発明の回路設計プログラムによれば、簡便かつ正確にリターン電流のルートが求められるリターンルート探索機能を有する回路設計装置を実現するための構成要素がコンピュータ上で容易に構築される。
【００２９】
なお、本発明の回路設計装置、リターンルート探索プログラム、および回路設計プログラムについては、ここではその基本形態のみを示すのにとどめるが、これは単に重複を避けるためであり、本発明のこれら回路設計装置などには、上記の基本形態のみではなく、前述したリターンルート探索装置の各形態に対応する各種の形態が含まれる。
【００３０】
また、本発明のリターンルート探索プログラムおよび回路設計プログラムがコンピュータ上に構築する容易性設定部などといった要素は、１つの要素が１つのプログラム部品によって構築されるものであってもよく、１つの要素が複数のプログラム部品によって構築されるものであってもよく、複数の要素が１つのプログラム部品によって構築されるものであってもよい。また、これらの要素は、そのような作用を自分自身で実行するものとして構築されてもよく、あるいは、コンピュータに組み込まれている他のプログラムやプログラム部品に指示を与えて実行するものとして構築されても良い。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように、本発明によれば、短時間で正確にリターン電流のルートが求められるリターンルート探索装置、およびそのようなリターンルート探索の機能を有する回路設計装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００３３】
ここでは、本発明の回路設計プログラムの一実施形態に相当するＣＡＤプログラムがコンピュータに組み込まれて実行されることによってそのコンピュータ上に、本発明の回路設計装置の一実施形態に相当するＣＡＤ装置が構成される例について説明する。
【００３４】
図１は、本発明の一実施形態が適用されるコンピュータを示す外観斜視図である。
【００３５】
このコンピュータ１００は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ハードディスク等を内蔵した本体部１０１、本体部１０１からの指示により蛍光面１０２ａに画面表示を行うＣＲＴディスプレイ１０２、このコンピュータ内にユーザの指示や文字情報を入力するためのキーボード１０３、蛍光面１０２ａ上の任意の位置を指定することによりその位置に応じた指示を入力するマウス１０４を備えている。
【００３６】
本体部１０１は、さらに、外観上、フレキシブルディスク２１０（図１には図示せず；図２参照）が装填されるフレキシブルディスク装填口１０１ａ、およびＣＤ−ＲＯＭ２００（図２参照）やＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷなどといった各種のＣＤが装填されるＣＤ装填口１０１ｂを有しており、その内部には、装填されたフレキシブルディスクやＣＤをドライブする、フレキシブルディスクドライブ１１４、ＣＤドライブ１１５（図２参照）も搭載されている。
【００３７】
本実施形態では、ＣＤ−ＲＯＭにＣＡＤプログラムが記憶されており、このＣＤ−ＲＯＭがＣＤ装填口１０１ｂから本体部１０１内に装填され、そのＣＤ−ＲＯＭに記憶されたＣＡＤプログラムがＣＤドライブによりこのコンピュータ１００のハードディスク内にインストールされる。このコンピュータ１００のハードディスク内にインストールされたＣＡＤプログラムが起動されると、このコンピュータ１００上には、本発明の回路設計装置の一実施形態に相当するＣＡＤ装置が構築される。
【００３８】
図２は、図１に示すコンピュータのハードウェア構成図である。
【００３９】
ここに示すようにコンピュータ１００には、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１１１、ＲＡＭ１１２、ハードディスクコントローラ１１３、フレキシブルディスクドライブ１１４、ＣＤドライブ１１５、マウスコントローラ１１６、キーボードコントローラ１１７、およびディスプレイコントローラ１１８が備えられており、それらはバス１１０で相互に接続されている。
【００４０】
フレキシブルディスクドライブ１１４、ＣＤドライブ１１５は、図１を参照して説明したように、フレキシブルディスク２１０、ＣＤ−ＲＯＭ２００が装填され、装填されたフレキシブルディスク２１０、ＣＤ−ＲＯＭ２００をアクセスするものである。
【００４１】
また、ここには、ハードディスクコントローラ１１３によりアクセスされるハードディスク２２０、マウスコントローラ１１６により制御されるマウス１０４、キーボードコントローラ１１７により制御されるキーボード１０３、およびディスプレイコントローラ１１８により制御されるＣＲＴディスプレイ１０２も示されている。
【００４２】
前述したように、ＣＤ−ＲＯＭ２００にはＣＡＤプログラムが記憶されており、ＣＤドライブ１１５により、そのＣＤ−ＲＯＭ２００からＣＡＤプログラムが読み込まれ、バス１１０を経由し、ハードディスクコントローラ１１３によりハードディスク２２０内に格納される。実際の実行にあたっては、そのハードディスク２２０内のＣＡＤプログラムはＲＡＭ１１２上にロードされ、ＣＰＵ１１１により実行される。
【００４３】
図３は、本発明の回路設計プログラムの一実施形態に相当するＣＡＤプログラムを示す図である。ここでは、このＣＡＤプログラム３００は、ＣＤ−ＲＯＭ２００に記憶されている。
【００４４】
このＣＡＤプログラム３００は、設計部３１０と、表示部３２０と、設計読込部３３０と、優先度読込部３４０と、モデル作成部３５０と、ルート探索部３６０と、ループサイズ判定部３７０と、集中判定部３８０とを要素として有し、これらの要素のうち、設計読込部３３０、優先度読込部３４０、モデル作成部３５０、ルート探索部３６０、ループサイズ判定部３７０、および集中判定部３８０によって、本発明にいうリターンルート探索プログラムの一実施形態が構成されている。このＣＡＤプログラム３００が、図１に示すコンピュータ１００内で実行されると、そのコンピュータ１００は、本発明のリターンルート探索装置の一実施形態としての機能が組み込まれたＣＡＤ装置として動作し、このＣＡＤ装置は、本発明の回路設計装置の一実施形態に相当する。
【００４５】
なお、本発明の回路設計プログラムやリターンルート探索プログラムを記憶する記憶媒体は、プログラムを記憶することができるものであればその種類を問うものではなく、例えばハードディスク装置の磁気ディスクであってもよく、あるいはフレキシブルディスクやＭＯディスクやＤＶＤであってもよく、あるいはカード型やテープ型の記憶媒体であってもよい。また、本発明の回路設計プログラムやリターンルート探索プログラムは、記憶媒体に記憶されているものに限定されず、例えば通信回線で通信されるものであってもよい。
【００４６】
この図３に示すＣＡＤプログラム３００の各要素の詳細については後述する。
【００４７】
図４は、本発明の回路設計装置の一実施形態に相当するＣＡＤ装置の機能ブロック図である。
【００４８】
このＣＡＤ装置４００は、図３のＣＡＤプログラム３００が、図１に示すコンピュータ１００にインストールされて実行されることにより構成されるものである。
【００４９】
このＣＡＤ装置４００は、設計部４１０と、表示部４２０と、設計読込部４３０と、優先度読込部４４０と、モデル作成部４５０と、ルート探索部４６０と、ループサイズ判定部４７０と、集中判定部４８０とを要素として構成されており、設計部４１０および表示部４２０は回路設計機能部４００ａを構成し、設計読込部４３０、優先度読込部４４０、モデル作成部４５０、ルート探索部４６０、ループサイズ判定部４７０、および集中判定部４８０はリターンルート探索機能部４００ｂを構成している。
【００５０】
ＣＡＤ装置４００を構成する各要素は、図３に示すＣＡＤプログラム３００を構成する各要素によってコンピュータ上に構築されたものであり、図４に示すＣＡＤ装置４００の各要素は、図３に示すＣＡＤプログラム３００の各要素にそれぞれ対応するが、図４の各要素は、図１に示すコンピュータ１００のハードウェアとそのパーソナルコンピュータで実行されるＯＳやアプリケーションプログラムとの組合せで構成されているのに対し、図３に示す各要素はそれらのうちのアプリケーションプログラムのみにより構成されている点が異なる。
【００５１】
ＣＡＤ装置４００を構成する要素のうち、設計部４１０は、本発明にいう設計部の一例に相当し、表示部４２０は、本発明にいう表示部の一例に相当し、設計読込部４３０は、本発明にいう伝送ルート特定部の一例に相当する。優先度読込部４４０は、本発明にいう「所定の設定ルール」を読み込むものであり、モデル作成部４５０は、本発明にいう発着設定部、容易性設定部、および設定反映部を兼ねた一例に相当する。また、ルート探索部４６０は、本発明にいうリターンルート探索部の一例に相当し、ループサイズ判定部４７０は、本発明にいう第１の良否判定部と第２の良否判定部とを兼ねた一例に相当する。また、集中判定部４８０は、本発明にいう集中位置探索部の一例に相当する。従ってリターンルート探索機能部４００ｂは、本発明のリターンルート探索装置の一実施形態に相当するが、回路設計機能部４００ａの表示部４２０については、本発明のリターンルート探索装置の一要素としても機能するものである。
【００５２】
以下、図４に示すＣＡＤ装置４００の各要素を説明することによって、図３に示すＣＡＤプログラム３００の各要素も合わせて説明する。なお、以下の説明では、図４に示した要素については特に図番を断らずに図４中の符号を用いて参照することがある。
【００５３】
ＣＡＤ装置４００の回路設計機能部４００ａを構成する設計部４１０では、図１に示すキーボード１０３やマウス１０４の操作に応じて回路が設計され、表示部４２０では、その設計された回路が、図１に示すＣＲＴディスプレイ１０２上に表示される。これら設計部４１０および表示部４２０で構成された回路設計機能部４００ａはＣＡＤ装置の周知の機能を担う部分である。
【００５４】
回路設計機能部４００ａで設計される回路では信号伝送が行われ、その信号伝送に伴って回路上にリターン電流が発生する。
【００５５】
図５は、回路上の信号伝送およびリターン電流の概念を示す図である。
【００５６】
ここには、上述した回路設計機能部で設計された回路の例としてプリント基板５００が示されており、このプリント基板５００は多層基板で、ｎ枚の層５１０＿１，５１０＿２，５１０＿３，５１０＿４，…，５１０＿ｎで構成されている。第１層５１０＿１と第３層５１０＿３は信号配線パターンが配置された信号層で、第２層５１０＿２は電源パターンが配置された電源層で、第４層５１０＿４はＧＮＤパターンが配置されたＧＮＤ層である。また、第１層５１０＿１には回路素子として２つのＩＣ５２０，５３０と１つのコンデンサ５４０が配置されている。このような回路上で行われる信号伝送のルートは、例えば、１つ目のＩＣ５２０の信号ピン（出力ピン）５２１から出力される信号が、ＶＩＡ５５１を介して第３層５１０＿３に達して信号配線パターン５６０を通り、別のＶＩＡ５５２を介して２つ目のＩＣ５３０の信号ピン（入力ピン）５３１に達するといった伝送ルートである。
【００５７】
信号伝送に伴うリターン電流は、一般に、電源ＧＮＤネットを構成する、電源パターン、ＧＮＤパターン、コンデンサ、ＶＩＡ、電源配線などを通る。例えばこの図に示す伝送ルートによる信号伝送が回路上で実行される場合には、その信号伝送に伴って、２つ目のＩＣ５３０の電源ピン５３２から１つ目のＩＣ５２０のＧＮＤピン５２２に至るリターン電流が発生する。このリターン電流のルートは、２つ目のＩＣ５３０の電源ピン５３２から出発し、ＶＩＡ５５３を経て第２層（電源層）５１０＿２に移り、第２層５１０＿２上に広がる電源パターン５７０中を図の点線のように通って別のＶＩＡ５５４を介してコンデンサ５４０の電源ピン５４１に入り、コンデンサ５４０のＧＮＤピン５４２からＶＩＡ５５５を経て第４層（ＧＮＤ層）５１０＿４に移り、第４層５１０＿４上に広がるＧＮＤパターン５８０中を図の点線のように通ってＶＩＡ５５６を介して１つ目のＩＣ５２０のＧＮＤピン５２２に達するというルートになる。
【００５８】
このようなリターン電流のルートの適否は回路設計の良否に強く影響するので、回路設計に際して適宜にリターン電流のルートを確認することが設計者のニーズとなっている。そのため、ＣＡＤ装置４００には、リターン電流のルートを簡便かつ正確に探索することができるリターンルート探索機能部４００ｂが備えられている。
【００５９】
図６は、リターンルート探索機能部の動作を表すフローチャートである。
【００６０】
以下、このフローチャートに沿ってリターンルート探索機能部４００ｂを構成する各要素の動作を説明する。
【００６１】
リターンルート探索機能部４００ｂは、回路設計機能部４００ａで回路が設計されると動作を開始し、まず設計読込部４３０が、回路設計機能部４００ａの設計部４１０で設計された回路のＣＡＤデータを読み込む（ステップＳ０１）。設計部４１０には、設計された回路上で行われる信号伝送のルートを確認する機能が組み込まれており、設計読込部４３０が回路のＣＡＤデータを読み込む際には、設計部４１０はその回路上で行われる各信号伝送のルートを確認し、設計読込部４３０はその伝送ルートのデータも併せて取り込む。
【００６２】
次に優先度読込部４４０が、リターン電流の通りやすさを表した優先度パラメータをハードディスクから読み込む（ステップＳ０２）。この優先度パラメータは、後述するルート探索でリターン電流のルートが探索される際における探索の優先度を数値化したものであり、例えば、信号が伝送されている信号配線に近いＧＮＤ層や電源層は遠いＧＮＤ層や電源層よりも優先度が高く、ＧＮＤパターンや電源パターン内では信号配線の直上や直下の部分が他の部分よりも優先度が高い。また、ＶＩＡの直径が太いほど優先度は高く、電源層・ＧＮＤ層の厚さが厚いほど優先度は高く、コンデンサの容量が大きいほど優先度は高い。これらの優先度は、ＣＡＤデータが表す回路上の位置で絶対的に決定されるものもあるが、リターン電流ルートの探索対象となる信号伝送のルートが決まってから初めて決まる相対的なものもある。つまり、優先度読込部４４０で読み込まれる優先度パラメータは、リターン電流の通りやすさのルールを表しているものであって、回路上の各箇所の具体的な通りやすさは表していない。なお、優先度読込部４４０は、リターン電流ルートの適否を判定するときの判定条件も読み込む（ステップＳ０３）。
【００６３】
設計読込部４３０と優先度読込部４４０によってＣＡＤデータや優先度パラメータなどが読み込まれると、次に、モデル作成部４５０が、回路上にリターン電流の出発点と到着点を設定し、回路上の各箇所に優先度パラメータを割り当てて、リターン電流ルートの探索モデルを作成する（ステップＳ０４）。この探索モデルは、信号伝送の各ルートについて作成されるものであり、モデル作成部４５０は、信号伝送ルートの出発点のピンおよび到着点のピンそれぞれに最も近い電源ピンあるいはＧＮＤピンをリターン電流ルートの出発点および到着点として設定する。なお、この設定は、必ずしも正確でない場合があり得るので、モデル作成部４５０には、図１に示すキーボード１０３やマウス１０４を設計者が操作することで出発点や到着点を変更する機能も組み込まれている。また、モデル作成部４５０は、上述した優先度パラメータのルールと、具体的な信号伝送ルートとに基づいて、具体的なパラメータ値を回路上の各箇所に設定する。このとき、優先度が高いほど小さいパラメータ値が割り当てられる。
【００６４】
図７は、回路上の各箇所に設定されたパラメータ値を概念的に示す図である。
【００６５】
この図には、回路の一部分としてＧＮＤパターン６１０とＶＩＡ６２０が示されており、ＧＮＤパターン６１０上のスタート点６１１はリターン電流の出発点に直結している。そして、信号伝送のルートの直上あるいは直下に相当する部分の各箇所６１２には優先度「１」が割り当てられており、その部分を除く部分の各箇所６１３には、優先度「２」が割り当てられている。また、ＶＩＡ６２０には優先度「３」が割り当てられている。図６のステップＳ０４では、このように優先度が割り当てられることで探索モデルが作成される。
【００６６】
次に、ルート探索部４６０は、モデル作成部４５０で作成された探索モデル上でリーターン電流のルートを探索する（ステップＳ０５）。設計者がリターン電流ルートの適否を検討する際には、そのリターン電流の電流分布まで知る必要はなく、最も電流が流れるラインとしてのルートを知るだけで適否を検討することができるので、このルート探索部４６０では、ＣＡＤ装置の機能として従来から知られている配線ルートの自動探索アルゴリズムを応用したルート探索を行う。配線ルートが自動探索される場合には、配線ルートの探索域として、まだ配線の無いところが探索され、配線ルートの交差や重なりは禁止されるが、リターン電流のルート探索が行われる場合には、電源パターンやＧＮＤパターンやＶＩＡやコンデンサなどで構成される電源ＧＮＤネットの中が探索され、異なる信号伝送に対する複数のリターン電流のルートどうしは交差や重複が許容される。また、配線ルートの自動探索では、探索域の各所にコストという数値が割り当てられ、総コストが最小となるようにルートが探索されており、リターン電流のルート探索に際しては、上述した優先度がコストの替わりに用いられることで正確なルートが探索されることとなる。また、リターン電流のルート探索に応用される自動探索アルゴリズムは本来高速探索が可能なアルゴリズムであるため、ルート探索部４６０によるリターン電流のルート探索は短時間で完了することとなる。
【００６７】
モデル作成部４５０による探索モデルの作成と、ルート探索部４６０によるリターン電流ルートの探索は、ＣＡＤデータが表す回路上の信号配線ネットで行われるすべての信号伝送のルートについて実行され（ステップＳ０６；Ｎ）、全てのリターン電流ルートの探索が終了すると（ステップＳ０６；Ｙ）、探索で求められたルートのデータがループサイズ判定部４７０と集中判定部４８０とのそれぞれに送られる。また、リターン電流ルートのデータは、回路設計機能部４００ａの表示部４２０にも送られ、表示部４２０は、設計部４１０で設計された回路のＣＡＤデータと送られてきたリターン電流ルートのデータとに基づいて、リターン電流ルートを表示するための表示データを作成する（ステップＳ０７）。
【００６８】
ループサイズ判定部４７０は、回路上の信号伝送ルートと、そのルートに対して求められたリターン電流ルートとを経るループのサイズを求めてリターン電流ルートの適否を判定するものであり、そのサイズを表す指標として、まず、そのループが囲む面積を計算し（ステップＳ０８）、その面積と、上述した優先度読込部４４０で読み込まれた判定条件（適切なルートであるための面積の上限値）とに基づいて、不適切なリターン電流ルートを判定する（ステップＳ０９）。
【００６９】
図８は、ループの面積を表す概念図である。
【００７０】
ここには、回路の一部分として、電源層７１０と信号層７２０が示されており、リターン電流は、電源層７１０中を通るに当たり、信号配線７２１の直上を通るものとする。この結果、信号伝送ルートとリターン電流ルートとを経るループは、図に斜線で示したような領域７３０を囲むこととなる。このような領域７３０の面積は、信号伝送ルートとリターン電流ルートとが離れるほど大きくなることは当然であり、領域７３０の面積が、ループサイズの適切な指標であることも明瞭である。
【００７１】
図６のステップＳ０９で面積に基づく判定を行ったループサイズ判定部４７０は、次に、ループのサイズを表す別の指標として、信号伝送ルートとリターン電流ルートとの長さの差とを求め（ステップＳ１０）、求められた差と、上述した優先度読込部４４０で読み込まれた判定条件（適切なルートであるための差の上限値）とに基づいて、不適切なリターン電流ルートを判定する（ステップＳ１１）。
【００７２】
図９は、ルートの長さの差とループサイズとの関係を表す概念図である。
【００７３】
ここには、回路の一部分として、信号配線７４０と電源パターン７５０が示されており、電源パターン７５０には、一部にスリット７５１が存在している。このようなスリット７５１は、配線配置上の種々の事情によってしばしば生じるものであるが、このようなスリット７５１が存在していると、リターン電流ルート７５２は信号配線７４０の直下を通ることができず、図に示すようにスリット７５１を迂回するルートとなる。このような場合には、スリット７５１を迂回した分だけループサイズが大きくなり、信号伝送ルートとリターン電流ルートとの差は、その迂回分の指標として好適である。この指標はやや間接的な指標ではあるが、計算が容易である点で優れた指標である。
【００７４】
図６のステップＳ０８〜ステップＳ１１で上述したようにループサイズ判定部４７０によるループ面積とルート差に基づいた判定が行われると、その判定結果は回路設計機能部４００ａの表示部４２０に送られる。
【００７５】
一方、集中判定部４８０は、リターン電流ルートどうしの重複を回路上の各箇所でカウントする（ステップＳ１２）ことで、リターン電流が集中する箇所を探索し、カウントされた重複数と、上述した優先度読込部４４０で読み込まれた判定条件（重複数の上限値）とに基づいて、問題となる集中箇所を判定する（ステップＳ１３）。この集中判定部４８０による判定の結果も回路設計機能部４００ａの表示部４２０に送られる。
【００７６】
表示部４２０では、ステップＳ０７で作成された表示データと、ループサイズ判定部４７０および集中判定部４８０から送られてくる判定結果とに基づいて、図１に示すＣＲＴディスプレイ１０２上に、リターン電流ルートと判定結果とを表示する。
【００７７】
図１０は、表示部による表示例を示す図である。
【００７８】
ここには、回路の一部として電源パターン７６０が示されており、この電源パターン７６０には７つのＶＩＡ７８１，７８２がつながっている。そして、９本のリターン電流ルート７７１，７７２がラインで表示されている。この９本のリターン電流ルート７７１，７７２のうち、ループサイズ判定部４７０で不適切と判定されたリターン電流ルート７７２は太めのラインで表示され、不適切であることが設計者に警告される。また、７つのＶＩＡ７８１，７８２のうち、問題となる集中箇所と集中判定部４８０で判定されたＶＩＡ７８２は目立つ色で表示され、問題箇所であることが設計者に警告される。設計者は、このような表示でリターン電流ルートや警告を確認することによって回路設計の良否を総合的に判断することができ、必要に応じて対策を施すこともできる。
【００７９】
なお、上記説明では、本発明のリターンルート探索装置およびリターンルート探索プログラムの実施形態として、本発明の回路設計装置および回路設計プログラムに組み込まれた形態が例示されているが、本発明のリターンルート探索装置およびリターンルート探索プログラムは、本発明の回路設計装置および回路設計プログラムとは独立の装置やプログラムであってもよいことは当然である。
【００８０】
また、上記説明では、本発明にいう発着設定部および容易性設定部の一例として、本発明にいう設定反映部の一例によって、出発点、到着点、および通りやすさが自動的に設定されるものが示されているが、本発明にいう発着設定部および容易性設定部は、設計者などの操作によって出発点、到着点、および通りやすさが設定されるものであってもよい。
【００８１】
また、上記説明では、本発明にいう第１の良否判定部、第２の良否判定部、および集中位置探索部それぞれの機能を全て備えた例が示されているが、本発明のリターンルート探索装置および回路設計装置は、第１の良否判定部、第２の良否判定部、および集中位置探索部の一部を備えたものであってもよく、あるいは全くそれらを備えておらず人間が全てを判定するものであってもよい。
【００８２】
また、上記実施形態では、本発明にいう情報記憶媒体の一例として光記録方式の光磁気ディスクが用いられるが、本発明にいう情報記憶媒体は、光磁気記録方式、相変化記録方式、および磁気記録方式といった各記録方式の光磁気ディスクであってもよく、光ディスクや磁気ディスクといった他のディスク型記憶媒体であってもよく、あるいは、カード型やテープ型の記憶媒体であってもよい。
【００８３】
以下、本発明の種々の形態について付記する。
【００８４】
(付記１)
回路上での信号伝送に伴って生じるリターン電流の、該回路上における出発点および到着点の設定を受ける発着設定部と、
前記回路上の各部におけるリターン電流の通りやすさの設定を受ける容易性設定部と、
前記リターン電流が前記出発点から前記到着点まで流れるときのルートを前記回路上で前記通りやすさに基づいて探索するリターンルート探索部とを備えたことを特徴とするリターンルート探索装置。
【００８５】
(付記２)
前記リターンルート探索部で求められたルートを表示する表示部を備えたことを特徴とする付記１記載のリターンルート探索装置。
【００８６】
(付記３)
前記回路上における前記信号伝送のルートの特定を受ける伝送ルート特定部と、
前記伝送ルート特定部で特定されたルートと所定の設定ルールとに基づいて、前記発着設定部に前記出発点および前記到着点を設定し、前記容易性設定部に前記通りやすさを設定する設定反映部とを備えたことを特徴とする付記１記載のリターンルート探索装置。
【００８７】
(付記４)
前記回路上における前記信号伝送のルートの特定を受ける伝送ルート特定部と、
前記伝送ルート特定部で特定されたルートと前記リターンルート探索部で求められたルートとを経るループで囲まれた面積を算出し、その面積に基づいてリターン電流のルートの良否を判定する第１の良否判定部とを備えたことを特徴とする付記１記載のリターンルート探索装置。
【００８８】
(付記５)
前記回路上における前記信号伝送のルートの特定を受ける伝送ルート特定部と、
前記伝送ルート特定部で特定されたルートの長さと前記リターンルート探索部で求められたルートの長さとの差を算出し、その差に基づいてリターン電流のルートの良否を判定する第２の良否判定部とを備えたことを特徴とする付記１記載のリターンルート探索装置。
【００８９】
(付記６)
前記発着設定部が、複数の信号伝送それぞれに伴って生じる複数のリターン電流それぞれについて出発点および到着点の設定を受けるものであり、
前記容易性設定部が、前記複数の信号伝送それぞれに対応した通りやすさの設定を受けるものであり、
前記リターンルート探索部が、前記複数のリターン電流それぞれに対応した複数のルートを探索するものであり、
前記複数のルートが前記回路上で集中する位置を求める集中位置探索部を備えたことを特徴とする付記１記載のリターンルート探索装置。
【００９０】
(付記７)
操作に応じて回路を設計する設計部と、
前記設計部で設計された回路上での信号伝送に伴って生じるリターン電流の、該回路上における出発点および到着点の設定を受ける発着設定部と、
前記設計部で設計された回路上の各部におけるリターン電流の通りやすさの設定を受ける容易性設定部と、
前記リターン電流が前記出発点から前記到着点まで流れるときのルートを前記回路上で前記通りやすさに基づいて探索するリターンルート探索部とを備えたことを特徴とする回路設計装置。
【００９１】
(付記８)
コンピュータに組み込まれて該コンピュータ上に、
回路上での信号伝送に伴って生じるリターン電流の、該回路上における出発点および到着点の設定を受ける発着設定部と、
前記回路上の各部におけるリターン電流の通りやすさの設定を受ける容易性設定部と、
前記リターン電流が前記出発点から前記到着点まで流れるときのルートを前記回路上で前記通りやすさに基づいて探索するリターンルート探索部とを構築することを特徴とするリターンルート探索プログラム。  
【００９２】
(付記９)
コンピュータに組み込まれて該コンピュータ上に、
操作に応じて回路を設計する設計部と、
前記設計部で設計された回路上での信号伝送に伴って生じるリターン電流の、該回路上における出発点および到着点の設定を受ける発着設定部と、
前記設計部で設計された回路上の各部におけるリターン電流の通りやすさの設定を受ける容易性設定部と、
前記リターン電流が前記出発点から前記到着点まで流れるときのルートを前記回路上で前記通りやすさに基づいて探索するリターンルート探索部とを構築することを特徴とする回路設計プログラム。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の一実施形態が適用されるコンピュータを示す外観斜視図である。
【図２】図１に示すコンピュータのハードウェア構成図である。
【図３】本発明の回路設計プログラムの一実施形態に相当するＣＡＤプログラムを示す図である。
【図４】本発明の回路設計装置の一実施形態に相当するＣＡＤ装置の機能ブロック図である。
【図５】回路上の信号伝送およびリターン電流の概念を示す図である。
【図６】リターンルート探索機能部の動作を表すフローチャートである。
【図７】回路上の各箇所に設定されたパラメータ値を概念的に示す図である。
【図８】ループの面積を表す概念図である。
【図９】ルートの長さの差とループサイズとの関係を表す概念図である。
【図１０】表示部による表示例を示す図である。
【符号の説明】
【００９４】
１００    コンピュータ
１０１    本体部
１０２ａ    蛍光面
１０２    ＣＲＴディスプレイ
１０３    キーボード
１０４    マウス
１０１ａ    フレキシブルディスク装填口
１０１ｂ    ＣＤ装填口
１１０    バス
１１１    中央演算処理装置（ＣＰＵ）
１１２    ＲＡＭ
１１３    ハードディスクコントローラ
１１４    フレキシブルディスクドライブ
１１５    ＣＤドライブ
１１６    マウスコントローラ
１１７    キーボードコントローラ
１１８    ディスプレイコントローラ
２００    ＣＤ−ＲＯＭ
２１０    フレキシブルディスク
２２０    ハードディスク
３００    ＣＡＤプログラム
３１０    設計部
３２０    表示部
３３０    設計読込部
３４０    優先度読込部
３５０    モデル作成部
３６０    ルート探索部
３７０    ループサイズ判定部
３８０    集中判定部
４００    ＣＡＤ装置
４００ａ    回路設計機能部
４００ｂ    リターンルート探索機能部
４１０    設計部
４２０    表示部
４３０    設計読込部
４４０    優先度読込部
４５０    モデル作成部
４６０    ルート探索部
４７０    ループサイズ判定部
４８０    集中判定部
５００    プリント基板
５１０＿１，５１０＿２，５１０＿３，５１０＿４，…，５１０＿ｎ    層
５２０，５３０    ＩＣ
５２１    信号ピン（出力ピン）
５２２    ＧＮＤピン
５３１    信号ピン（入力ピン）
５３２    電源ピン
５４０    コンデンサ
５４１    電源ピン
５４２    ＧＮＤピン
５５１,…,５５４，６２０，７８１，７８２    ＶＩＡ
５６０    信号配線パターン
５７０，７５０，７６０    電源パターン
５８０，６１０    ＧＮＤパターン
７１０    電源層
７２０    信号層
７２１，７４０    信号配線
７５１    スリット
７５２，７７１，７７２    リターン電流ルート
【図１】
0004585467.tif 000002
【図２】
0004585467.tif 000003
【図３】
0004585467.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0004585467.tif 000007
【図７】
0004585467.tif 000008
【図８】
0004585467.tif 000009
【図９】
0004585467.tif 000010
【図１０】
0004585467.tif 000011