(57)【要約】【課題】複数の電源電圧を有する半導体装置設計の自動化による作業工数の削減とレイアウト面積の省面積化を図ることが可能な自動配置配線装置を提供する。【解決手段】処理部は、自動配置の結果から複数のセル間を接続する複数の配線経路であって、第１のパワードメイン中のセルから第２のパワードメイン中のセルへ接続される配線経路を抽出する（１６）。処理部は、第１のパワードメインと第２のパワードメインとの各々の動作モード毎の電源活性情報を抽出し（１７）、第１のパワードメインと第２のパワードメインとが活性状態であるときに活性状態である第３のパワードメインを抽出し（１８）、特定セルの仕様項目違反を解消するために、第３のパワードメインに追加セルを挿入し（１９）、かつ、第１のパワードメイン中の特定セルと第２のパワードメイン中の特定セルとの間を追加セルを経由して配線する（２２）。【選択図】図７
2012203632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置を設計する自動配置配線装置であって、
前記半導体装置の論理接続情報と前記半導体装置の電源仕様情報とを格納する記憶部と、
前記論理接続情報と前記電源仕様情報とを処理する処理部とを備え、
前記処理部は、フロアプラン上に前記電源仕様情報を用いて複数のパワードメイン領域を作製し、前記複数のパワードメイン領域上に前記論理接続情報に基づいて複数のセルを自動配置し、
前記処理部は、前記自動配置の結果とＡＣ特性仕様とに基づき、前記ＡＣ特性仕様上の仕様項目違反を有する特定セルが発生しているか否かを判定し、前記特定セルと前記特定セルの接続情報とを抽出し、
前記処理部は、前記自動配置の結果から前記複数のセル間を接続する複数の配線経路であって、第１のパワードメイン中のセルから第２のパワードメイン中のセルへ接続される配線経路を抽出し、
前記処理部は、前記第１のパワードメインと前記第２のパワードメインとの各々の動作モード毎の電源活性情報を抽出し、前記第１のパワードメインと前記第２のパワードメインとが活性状態であるときに活性状態である第３のパワードメインを抽出し、前記特定セルの前記仕様項目違反を解消するために、前記第３のパワードメインに追加セルを挿入し、かつ、前記第１のパワードメイン中の特定セルと前記第２のパワードメイン中の特定セルとの間を前記追加セルを経由して配線する、自動配置配線装置。
【請求項２】
前記電源活性情報の組み合わせにおいて、前記第３のパワードメインは前記配線経路に挿入する前記追加セルを配置しても電流リーク現象を起こさないという条件を満たす、請求項１に記載の自動配置配線装置。
【請求項３】
前記フロアプランは、第１から第３のパワードメインの配置情報とハードマクロセルとの配置情報を含む、請求項１に記載の自動配置配線装置。
【請求項４】
前記ＡＣ特性仕様は、タイミング制約を含む、請求項１に記載の自動配置配線装置。
【請求項５】
前記追加セルは、バッファセル、レベルシフタ、アイソレータ、スイッチのいずれかを含む、請求項１に記載の自動配置配線装置。
【請求項６】
半導体装置を設計する自動配置配線方法であって、
前記半導体装置の論理接続情報と前記半導体装置の電源仕様情報とを格納するステップと、
フロアプラン上に前記電源仕様情報を用いて複数のパワードメイン領域を作製し、前記複数のパワードメイン領域上に前記論理接続情報とに基づいて複数のセルを自動配置するステップと、
前記自動配置の結果とＡＣ特性仕様とに基づき、前記ＡＣ特性仕様上の仕様項目違反を有する特定セルが発生しているか否かを判定し、前記特定セルと前記特定セルの接続情報とを抽出するステップと、
前記自動配置の結果から前記複数のセル間を接続する複数の配線経路であって、第１のパワードメイン中のセルから第２のパワードメイン中のセルへ接続される配線経路を抽出するステップと、
前記第１のパワードメインと前記第２のパワードメインとの各々の動作モード毎の電源活性情報を抽出し、前記第１のパワードメインと前記第２のパワードメインとが活性状態であるときに活性状態である第３のパワードメインを抽出し、前記特定セルの前記仕様項目違反を解消するために、前記第３のパワードメインに追加セルを挿入し、かつ、前記第１のパワードメイン中の特定セルと前記第２のパワードメイン中の特定セルとの間を前記追加セルを経由して配線するステップとを備える、自動配置配線方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動配置配線装置および自動配置配線方法に関し、特に複数の電源電圧を有する半導体装置の自動配置配線の設計に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の大規模化、高集積化が進んでいる。半導体集積回路（以下、ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）という。）の低消費電力化のために、省面積化や電源の一部を低電圧化するなど電圧が異なる複数の電源や系統で動作する論理回路が使用される。また、電流消費低減のために一部の未使用となる論理回路の電源が遮断される。
【０００３】
そのため、それら設計仕様を満足するＬＳＩのレイアウトパターンは複雑化し、レイアウト設計工期の増加は無視できないものとなってきている。
【０００４】
特開２０１０−１５３０６号公報（特許文献１）が開示された発明は、異なる電源制御のタイミングを有する複数のパワードメインにおいて伝播する信号のタイミングエラーを検出するエラー検出手段と、信号が伝播する経路におけるエラーセルに対する隣接パワードメインとエラーセルが配置されているパワードメインとの電源制御のタイミングに基づいて隣接パワードメインに挿入するためのセル種別を決定するセル種別決定手段と、セル種別決定手段によって決定されたセル種別のセルを隣接パワードメインに挿入配置するセル挿入配置手段とを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１５３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、レイアウトパターン作成における更なる自動化、簡略化によるレイアウトパターン作業工数の低減は重要な課題となっている。
【０００７】
通常、自動配置配線装置は、複数電圧の電源や電源系統、更に電源遮断を考慮したレイアウトパターンを作成する手段を備えている。
【０００８】
しかしながら、その手段は、論理回路に与えられたタイミング制約やデザインルール（信号遷移時間制約等）を満足するための自動改善において、タイミング改善対象回路が属する同一の電源電圧、系統もしくは電源遮断のいずれかの理由でまとめられたレイアウト上の限られた領域（以下、パワードメインとも称する。）だけを対象としていた。この対象領域にセルを挿入してタイミング規約違反やデザインルール違反対策をおこなうことはできるが、その改善には限界があった。その結果としてタイミング制約（タイミング規約）、デザインルール（設計デザインレイアウト規約）を満足できないという問題があった。
【０００９】
上記のタイミング制約やデザインルールを満足できない場合においては、手作業でレイアウト上のパワードメインの形状を変更するため、その作業に必要となる時間や手間が無視できないものとなっているという問題点があった。
【００１０】
また、上記問題に対する対策として改善対象となる論理回路と同じ電源で構成される別パワードメイン（以下、ガスステーションとも称する。）を改善対象の信号経路上に新たに設ける手段もある。
【００１１】
しかし、新しく領域を設けるためのレイアウトスペースの確保およびガスステーションへの電源信号接続のための配線の引回しがレイアウト作業において複雑になるなど、ＬＳＩレイアウトの省面積化への妨げとなっているという問題点があった。
【００１２】
本発明の目的は、パワードメインの形状変更やガスステーション作成に伴うレイアウトパターン複雑化の低減とその作業工数を削減すると共に、ＬＳＩレイアウト面積の省面積化することができる自動配置配線装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明は、要約すれば、半導体装置を設計する自動配置配線装置であって、半導体装置の論理接続情報と半導体装置の電源仕様情報とを格納する記憶部と、論理接続情報と電源仕様情報とを処理する処理部とを備える。処理部は、フロアプラン上に電源仕様情報を用いて複数のパワードメイン領域を作製し、複数のパワードメイン領域上に論理接続情報に基づいて複数のセルを自動配置する。処理部は、自動配置の結果とＡＣ特性仕様とに基づき、ＡＣ特性仕様上の仕様項目違反を有する特定セルが発生しているか否かを判定し、特定セルと特定セルの接続情報とを抽出する。処理部は、自動配置の結果から複数のセル間を接続する複数の配線経路であって、第１のパワードメイン中のセルから第２のパワードメイン中のセルへ接続される配線経路を抽出する。処理部は、第１のパワードメインと第２のパワードメインとの各々の動作モード毎の電源活性情報を抽出し、第１のパワードメインと第２のパワードメインとが活性状態であるときに活性状態である第３のパワードメインを抽出し、特定セルの仕様項目違反を解消するために、第３のパワードメインに追加セルを挿入し、かつ、第１のパワードメイン中の特定セルと第２のパワードメイン中の特定セルとの間を追加セルを経由して配線する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、パワードメインの形状変更やガスステーション作成に伴うレイアウトパターン複雑化の低減とその作業工数を削減すると共に、ＬＳＩレイアウト面積の省面積化を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ＬＳＩ設計環境で用いられる自動配置配線装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】検討例となる自動配置配線設計フローを示す図である。
【図３】複数のパワードメインおよびセルが配置されたレイアウトパターンを示す図である。
【図４】検討例の自動配置配線のレイアウトパターンの説明をするための図である。
【図５】検討例の別の自動配置配線のレイアウトパターンの説明をするための図である。
【図６】パワードメインが再レイアウトされたレイアウトパターンの説明をするための図である。
【図７】実施の形態１の複数の電源電圧を持つ半導体装置の自動配置配線装置のフローを説明する図である。
【図８】複数のパワードメインを通過するドメイン渡り信号経路を示す図である。
【図９】各動作モードに対する電源状態およびハードマクロセルの電源状態のＯＮ／ＯＦＦ設定を示す図である。
【図１０】実施の形態１によりセル挿入後のレイアウトパターンを示す図である。
【図１１】実施の形態２での複数のパワードメインを通過するドメイン渡り信号経路を示す図である。
【図１２】各動作モードに対する各パワードメインおよびハードマクロセルの電源状態のＯＮ／ＯＦＦ設定を示す図である。
【図１３】実施の形態２により追加セル２４０挿入後のレイアウトパターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明は繰り返さない。
【００１７】
［実施の形態の自動配置配線装置の全体構成］
図１は、ＬＳＩ設計環境で用いられる自動配置配線装置の全体構成を示すブロック図である。自動配置配線装置１０はＣＰＵ２と、ＲＡＭ３と、入力部５と、表示部６と、入出力部７とを含む。これらは全てバス４で接続され、互いにデータ通信を行なうことが可能である。
【００１８】
入力部５の具体例としてはキーボード、マウス、タブレットがある。また表示部６は設計者がレイアウトデータなどを閲覧するための表示デバイスと接続されている。表示デバイスの例としてはＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイがある。入出力部７はＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、フラッシュメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等と接続されている。ＨＤＤには実施の形態の自動配置配線装置がプログラムとして格納されている。
【００１９】
ＣＰＵ２は、入力部を介して入力されるユーザからの指示に基づいて、ＨＤＤにプログラムとして格納された自動配置配線ツールを実行する。プログラムの処理にあたってはＲＡＭ３を作業領域として利用し、必要なタイミングでデータの書き込み・読み出しを行なう。設計者は明示的にＲＡＭ３へのデータの書き込み・読み出しを指示するのではなく、あくまでＨＤＤ等に格納されたプログラムにしたがってＲＡＭ３への書き込み・読み出しを行っている。
【００２０】
また、設計者は表示部６によって、経過情報を確認することができる。最終生成された検証データはＨＤＤ等に出力され、セル配置を含むレイアウト設計は終了する。
【００２１】
［検討例］
図２は、検討例となる自動配置配線設計フローを示す図である。図２を参照して、ステップ４０１において、電源仕様情報が入出力部７のＨＤＤ上から読み込まれＲＡＭ３上に格納される。電源仕様情報は、動作モード別のパワードメインのＯＮ／ＯＦＦの設定情報を含む。ステップ４０２において、論理接続情報が入出力部７のＨＤＤ上から読み込まれＲＡＭ３上に格納される。なお、論理接続情報には、論理制約情報を含む。
【００２２】
ステップ４０３において、ＣＰＵ２は、電源仕様情報（ステップ４０１）および論理接続情報（ステップ４０２）に基づき、チップ全体のフロアプランの作成が行なわれる。具体的には、論理接続情報に基づき、ＬＳＩレイアウトパターンの周辺ＩＯバッファセル（以下、ＰＩＯＢとも称する。）、ハードマクロセル（以下、ＨＭＣとも称する。）等の主要セルがＬＳＩレイアウトパターン上に配置される。
【００２３】
同時に、標準セルと呼ばれる上下に電源信号およびグランド信号を配線したセルを配置するためのロウ（ＲＯＷ）と呼ばれるセル配置領域がＬＳＩレイアウトパターン上に設定される。
【００２４】
このフロアプランの作成は、ＲＡＭ３上においてＣＰＵ２により自動的に行なわれる。このフロアプランの作成が終了すると、生成されたフロアプランのレイアウトデータがＲＡＭ３から入出力部７のＨＤＤ等へ保存される。
【００２５】
続いて、ステップ４０３において生成されたフロアプランの上に、複数の電源電圧に対応するパワードメイン領域がステップ４０４において作成される。
【００２６】
具体的には、ＲＡＭ３上に格納されている電源仕様情報から電源信号毎の論理回路情報が抽出され、フロアプラン上にパワードメイン領域が作成される。このパワードメイン領域の作成は、フロアプラン作成（ステップ４０３）と同様に、ＲＡＭ３上において、ＣＰＵ２により自動的に行なわれる。このパワードメイン領域の作成が終了すると、生成されたパワードメイン領域を含むレイアウトデータがＲＡＭ３から入出力部７のＨＤＤ等へ保存される。
【００２７】
ステップ４０３、ステップ４０４においてフロアプランとパワードメイン領域の配置が決定される。続いて、ステップ４０５において、論理接続情報（ステップ４０２）と、この生成されたパワードメイン領域設定済みのフロアプランとに基づき、セルは自動配置される。
【００２８】
このセルの自動配置結果に対して、ステップ４１４において、製品仕様（たとえば、タイミング制約やデザインルールなど）の検証が行なわれる。ステップ４１４の検証において、製品仕様を満足している場合には、ステップ４１０へ処理が進む。また、製品仕様を満足していない場合には、ステップ４０４へ処理が進み、再度パワードメインの作成が行なわれる。
【００２９】
製品仕様を満足している場合には、ステップ４１０の処理に進み、レイアウトパターン上においてクロックスキューが小さくなるようにクロックツリー合成（以下、ＣＴＳとも称する。）が自動的に行なわれる。
【００３０】
さらに、ステップ４１１において、クロックツリー合成後のレイアウトパターン（ステップ４１０）がタイミング制約やデザインルールを満たしているかどうかの検証が行なわれる。この検証の結果、タイミング制約やデザインルールが満たされている場合には、実際に配線をする処理であるステップ４１２へ移行する。
【００３１】
ステップ４１１において、図示はしていないがタイミング制約違反やデザインルール違反等がある場合には、これらの違反解消のため対象違反箇所と同一のパワードメイン内にセルが自動挿入される。
【００３２】
ステップ４１２において、ＲＡＭ３に格納された論理接続情報に基づき、レイアウトパターン内に配置されたセルの端子間同士が自動配置配線により接続される。その結果、最終的にチップのレイアウトパターンが完成する。
【００３３】
ステップ４１３において、このレイアウトパターンのデータはＲＡＭ３から入出力部７（ＨＤＤ等）に格納される。
【００３４】
ここで、具体的にこの自動配置配線設計フロー４００に基づいて、セル配置後のレイアウトパターンにおいて、タイミング制約違反やデザインルール違反が発生した場合について説明する。
【００３５】
図３は、複数のパワードメインおよびセルが配置されたレイアウトパターンを示す図である。図３を参照して、レイアウトパターン２００Ａは、図２のステップ４０５の処理までは終了している。具体的には、このレイアウトパターン２００Ａは、パワードメインＰＤ１〜ＰＤ４と、ハードマクロセルＨＭＣ１〜ＨＭＣ３を含む。ＰＤ１上にセル２１０が配置され、ＰＤ３上にセル２２０が配置される。
【００３６】
図４は、検討例の自動配置配線のレイアウトパターンの説明をするための図である。図４を参照して、各セル間に配置する配線が各セルの属するパワードメイン以外の他のパワードメインを利用することができない場合には、セル２１０とセル２２０との間を接続する配線は、他のパワードメインを回避するように迂回して配置される。
【００３７】
たとえば、配線Ｌ４０２は、ＰＤ２の領域内を配線の経路とせず、それ以外のパワードメインの領域内を配線の経路として選択されるため迂回して配置される。このような配線では、その配線長は長くなり、配線間の寄生容量も増大するため、セル２１０とセル２２０との入力遷移時間/最大負荷容量制限を違反する可能性が大きい。
【００３８】
図５は、検討例の別の自動配置配線のレイアウトパターンの説明をするための図である。
【００３９】
図５を参照して、配線自体が各セルの属するパワードメイン以外の他のパワードメインを利用することができる場合にも、追加セルの領域は各セルのパワードメインと同一のパワードメインにしか挿入できない。
【００４０】
たとえば、Ｌ４０３はＰＤ２の領域内に配置されている。Ｌ４０３は、図４の配線Ｌ４０２に比べ配線経路長は短くなる。しかし、ＰＤ２の領域である配線経路領域Ｃ３に追加セルを配置することができないため、セル２１０とセル２２０との入力遷移時間/最大負荷容量違反する可能性がある。
【００４１】
再び図３を参照して、タイミング制約違反やデザインルール違反を解消するため、ＰＤ２の領域（たとえば、領域Ｃ１）あたりに追加セルを挿入する場合に、自動配置配線設計フロー４００ではセル２１０やセル２２０と同一のパワードメイン以外には挿入できないので、パワードメインの再レイアウトが必要になる。
【００４２】
図６は、パワードメインが再レイアウトされたレイアウトパターンの説明をするための図である。
【００４３】
たとえば、図６を参照して、レイアウトパターン４００Ｄにおいて、セル２１０とセル２２０との間でタイミング制約やデザインルールを満足するためには、領域Ｃ１１付近に追加セル２１５を挿入することが必要である。この追加セル２１５は、セル２１０やセル２２０と同一のパワードメイン以外には挿入できないため、パワードメインの領域の再レイアウトを行なう。
【００４４】
具体的には、ＰＤ２上の領域Ｃ１とＰＤ３上の領域Ｃ２を変形して、領域Ｃ１１を確保し追加セル２１５が挿入される。領域Ｃ１１がＰＤ３上の領域内に包含されるように、ＰＤ２およびＰＤ３の再レイアウトを行なう。領域Ｃ２は、領域Ｃ１１を確保したことにより、不足したＰＤ２の領域を確保するために設けられている。
【００４５】
このように、パワードメインの再レイアウトにより、追加セル２１５を同一パワードメインの領域内に挿入でき、タイミング制約違反やデザインルール違反も解消できる。
【００４６】
しかし、パワードメインの形状が変更する必要かどうかの判断時期はセル配置（ステップ４０５）後になる。このためパワードメインの形状変更が必要な場合は、再度ステップ４０４に戻る。また、この形状変更の形状の策定と変更作業は通常手作業なため、多大な工数が必要となる。
【００４７】
［実施の形態１］
図７は、実施の形態１の複数の電源電圧を持つ半導体装置の自動配置配線装置のフローを説明する図である。
【００４８】
図１、図７を参照して、自動配置配線設計フロー１００は、複数の電源電圧を持つ半導体装置の自動配置配線の設計フローである。なお、ステップ１１〜ステップ１５およびステップ２０〜ステップ２３は、検討例のステップ４０１〜４０５およびステップ４１０〜４１３と同一であるため、説明は繰り返さない。
【００４９】
ステップ２４において、ステップ１５のセル配置が製品仕様に違反していない場合は、検討例と同様にステップ２０へ処理が進む。一方、ステップ１５のセル配置が製品仕様に違反している場合は、ステップ１６〜ステップ１９の設計工程３０を行なう。
【００５０】
具体的には、ステップ１６において、フロアプラン結果に格納されている各セル間の接続情報と、セル配置結果に基づき自動配線された中から入力側端子の属するパワードメイン名と出力側端子の属するパワードメイン名とが異なる配線名（信号名）と、そのパワードメイン領域と、その配線（信号）経路とが抽出される（以下、パワードメイン渡り信号抽出ステップとも称する。）。
【００５１】
続いて、パワードメイン渡り信号抽出ステップによって抽出されたパワードメイン領域と、電源仕様情報に設定されているＬＳＩの動作モードとそのパワードメインの電源遮断設定とに基づき、ステップ１７において、抽出された信号の経由するパワードメインの電源遮断状態が抽出される（以下、モード別電源遮断状態抽出ステップとも称する。）。パワードメインの電源遮断状態は、電源状態のＯＮ設定またはＯＦＦ設定の情報を含む。
【００５２】
続いて、パワードメインの電源遮断状態（ステップ１７）の中から、ステップ１８において、電流リーク現象を発生させないパワードメインの組合せが抽出される（以下、遮断関係抽出ステップとも称する。）。
【００５３】
ステップ１９において、遮断関係抽出ステップにより抽出されたパワードメインの組合せに基づき、タイミング規約違反やデザインルール違反の解消のために利用可能なパワードメインが各信号毎に設定される。その利用可能なパワードメインが抽出され、そのパワードメインに上記違反を解消させる追加セルが挿入される（以下、遮断パワードメインアサインとも称する。）。なお、追加セルの種類は、バッファのほか、レベルシフタ、アイソレータ、スイッチなどの低電力セルである。
【００５４】
この設計工程３０の処理が行なわれることにより、設計工数の減少、省面積化を行なうことができる。以下さらに具体的に説明する。
【００５５】
ここでは、図３の例において、セル２１０とセル２２０とのセル配置により、タイミング制約違反やデザインルール違反が生じた場合について説明する。
【００５６】
図８は、複数のパワードメインを通過するドメイン渡り信号経路を示す図である。図３、図８を参照して、ステップ２４において仕様を満足していない場合に、ステップ１６の処理が行なわれる。具体的には、レイアウトパターン２００Ｂにおいて、セル２１０とセル２２０とを接続するドメイン渡り信号経路Ｌ２０１が抽出される（ステップ１６）。ドメイン渡り信号経路Ｌ２０１として、セル２１０とセル２２０とを接続する信号経路Ｌ２０１が選択される。選択後、ステップ１７の処理へ進む。
【００５７】
図９は、各動作モードに対する電源状態およびハードマクロセルの電源状態のＯＮ／ＯＦＦ設定を示す図である。
【００５８】
図９を参照して、上から順に、動作モードとして、スリープモードと、待機時モードと、ユーザモードと、メモリテストモードとが示される。スリープモードは、ユーザが長期間使用しないときのモードを示す。待機時モードは、ユーザが短期間使用しないときのモードを示す。ユーザモードは、ユーザが使用するときのモードを示す。メモリテストモードは、メモリテストを行なうときのモードを示す。また、左から順に、パワードメインＰＤ１と、パワードメインＰＤ２と、パワードメインＰＤ３と、ハードマクロセルＨＭＣと、パワードメインＰＤ４との各動作モードの電源状態が示される。各動作モードでのＰＤ１〜ＰＤ４およびＨＭＣの領域での電源状態のＯＮ設定あるいはＯＦＦ設定が示されている。ここで、ＨＭＣは、ＨＭＣ１〜ＨＭＣ３の全体を示す。
【００５９】
なお、各動作モードの種類やパワードメインの種類やハードマクロセルの種類については、上記に限定されることなく、自由に選択できる。
【００６０】
ここで、ある動作モードでの各パワードメインの電源状態が異なり、各パワードメイン上にあるセル同士を接続する場合に、電流リーク現象が発生する場合がある。
【００６１】
図示はしていないが、入力信号側のパワードメインがＯＦＦ設定である場合には、入力信号は不定状態になる。一方、入力信号を受けるセルＡの属するパワードメインがＯＮ設定の場合に、入力信号の電圧が入力を受ける側のパワードメインの電源電圧と接地電圧との中間の電圧程度になるときに、セルＡを構成するＰＭＯＳおよびＮＭＯＳが同時にＯＮ状態となり、電源線から接地線に貫通電流が流れる。
【００６２】
この電流リーク現象の発生を回避するように、追加セルを挿入するパワードメインを抽出することが必要となる。
【００６３】
また、説明のために「ＰＤ１がＯＮ設定、ＰＤ２はＯＦＦ設定」は、（ＰＤ１、ＰＤ２）＝（ＯＮ、ＯＦＦ）と示す。別の例を挙げると、「ＰＤ１がＯＮ設定、ＰＤ３はＯＦＦ設定、ＰＤ１がＯＮ設定」は、（ＰＤ１、ＰＤ３、ＰＤ４）＝（ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮ）と示す。なお、ＯＮ設定は電源電圧がＨレベルの状態を示し、ＯＦＦ設定は電源電圧がＬレベルの状態を示す。
【００６４】
図８、図９を参照して、ＰＤ２を追加セル２３０を挿入する領域の候補とした場合について説明する。
【００６５】
スリープモードおよび待機時モードのときには、（ＰＤ１、ＰＤ３）＝（ＯＮ、ＯＦＦ）となる。ＰＤ３の領域の電源状態がＯＦＦ設定であるので、ＰＤ２の電源状態がＯＮ／ＯＦＦ設定にかかわらず、追加セル２３０をＰＤ２に配置しても問題ない。追加セル２３０をＰＤ２に配置しても電源リーク現象は発生しない。
【００６６】
ユーザモードのときには、（ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３）＝（ＯＮ、ＯＮ、ＯＮ）であるため、上記と同様にＰＤ２の領域内に追加セル２３０は、問題なく動作する。
【００６７】
仮に、（ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３）＝（ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮ）の場合には、ＰＤ２のＯＦＦ設定により、ＰＤ３の入力側が不定となり、上述したようにＰＤ３の領域内で電流リーク現象が発生してしまう。このような場合には、電流リーク現象の発生の防止のため、ＰＤ２へ追加セル２３０は挿入できない。つまり、ＯＦＦ設定のあるパワードメインからＯＮ設定の他のパワードメインへ信号を出すということは、電源リーク現象を招くので行なってはならない。
【００６８】
メモリテストモードのときには、（ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３）＝（ＯＦＦ、ＯＦＦ、ＯＦＦ）であるため、ＰＤ２の領域内の追加セル２３０は、動作をしないし、セル２１０およびセル２２０も動作しないため、ＰＤ１からＰＤ３への配線は配置させても問題はない。
【００６９】
仮に、メモリテストモードにおいて（ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３）＝（ＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦ）の場合に、ＰＤ２の入力側が不定となり、ＰＤ２の領域内で電流リーク現象の発生のしてしまう。このような場合には、電源リーク現象の発生の防止のため、ＰＤ２へは追加セル２３０は挿入できない。つまり、ＯＦＦ設定のあるパワードメインからＯＮ設定の他のパワードメインへ信号を出すということは、電流リーク現象を招くことになるので行なってはならない。
【００７０】
以上の４つの全ての動作モードについて、ＰＤ２の領域内に追加セル２３０を配置しても、電気的な問題もないことがわかった。従って、ＰＤ２が抽出され、ＰＤ２の領域内に追加セル２３０が挿入され、ＰＤ１からＰＤ３への配線が可能となる。
【００７１】
上記結果を考慮して、ＰＤ２の領域内に追加セル２３０がレイアウトパターン上に挿入されることになる（図７のステップ１９）。
【００７２】
図１０は、実施の形態１によりセル挿入後のレイアウトパターンを示す図である。図１０を参照して、図２の自動配置配線設計フロー１００に従って、追加セル２３０と、セル２１０と追加セル２３０との間を接続する配線Ｌ２０２と、追加セル２３０とセル２２０との間を接続する配線Ｌ２０３とが追加される。
【００７３】
検討例と異なり、設計工程３０により、既に配置されたフロアプラン、パワードメインの再レイアウト、セルの再配置をすることなく、タイミングが改善され、デザインルール違反が解消される。また、別途のパワードメイン形状が変更されたり、ガスステーションが作成されたりすることなく、タイミングが改善され、デザインルール違反が解消される。
【００７４】
［実施の形態２］
実施の形態２では、実施の形態１と異なり、ドメイン渡り信号経路として複数のパワードメイン（たとえば、図８のＰＤ４）を経由して選択することもできる。
【００７５】
このような別のパワードメインの領域内を利用して、このパワードメインが抽出され、追加セルが挿入され、配線されることで、パワードメインの再レイアウト、セルの再配置をすることなく、タイミング制約違反やデザインルール違反を解消できる。以下具体的に検討を行なう。
【００７６】
再び図３を参照して、レイアウトパターン２００Ａ上のＰＤ２の領域内に追加セル２４０を設置できる領域がない場合あるいは追加セルが設置されると電気的な問題がある場合について説明をする。これらの場合には、ＰＤ２の領域の代わりにＰＤ４の領域へ追加セル２４０が挿入され、ＰＤ１から（ＰＤ４を経由して）ＰＤ３への配線される。
【００７７】
図１１は、実施の形態２での複数のパワードメインを通過するドメイン渡り信号経路を示す図である。
【００７８】
図７、図１１を参照して、レイアウトパターン３００Ｂにおいて、セル２１０とセル２２０とを接続するドメイン渡り信号経路Ｌ３０１が抽出される（図７のステップ１６）。ドメイン渡り信号経路の１つとして、セル２１０とセル２２０とを接続する信号経路Ｌ３０１が選択される。選択後、ステップ１７の処理へ進む。
【００７９】
図１２は、各動作モードに対する各パワードメインおよびハードマクロセルの電源状態のＯＮ／ＯＦＦ設定を示す図である。
【００８０】
図１１、図１２を参照して、ＰＤ４を追加セル２４０を挿入する領域の候補とした場合について説明する。
【００８１】
スリープモードおよび待機時モードのときには、（ＰＤ１、ＰＤ３）＝（ＯＮ、ＯＦＦ）となる。ＰＤ３の領域の電源状態がＯＦＦ設定であるので、ＰＤ４の電源状態がＯＮ／ＯＦＦ設定にかかわらず、追加セル２４０をＰＤ４に配置しても問題ない。追加セル２４０をＰＤ４に配置しても電源リーク現象は発生しない。
【００８２】
ユーザモードのときには、（ＰＤ１、ＰＤ４、ＰＤ３）＝（ＯＮ、ＯＮ、ＯＮ）であるため、上記と同様にＰＤ４の領域内の追加セル２４０は、問題なく動作する。
【００８３】
仮に、（ＰＤ１、ＰＤ４、ＰＤ３）＝（ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮ）の場合には、ＰＤ４がＯＦＦ設定である。ＰＤ３の入力側が不定となり、上述したようにＰＤ３の領域内で電流リーク現象が発生してしまう。このような場合には、電流リーク現象の発生の防止のため、ＰＤ４へ追加セル２４０は挿入できない。つまり、実施の形態１で説明したように、ＯＦＦ設定のあるパワードメインからＯＮ設定の他のパワードメインへ信号を出すということは、電流リーク現象を招くので行なってはならない。
【００８４】
メモリテストモードのときには、（ＰＤ１、ＰＤ４、ＰＤ３）＝（ＯＦＦ、ＯＦＦ、ＯＦＦ）であるため、ＰＤ４の領域内の追加セル２４０は、動作をしないし、セル２１０およびセル２２０も動作しないため、ＰＤ４の領域内に追加セル２４０を置いても問題はない。
【００８５】
仮に、メモリテストモードにおいて（ＰＤ１、ＰＤ４、ＰＤ３）＝（ＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦ）の場合には、ＰＤ４の入力側が不定になり、ＰＤ４の領域内で電流リーク現象の発生のしてしまう。このような場合には、電源リーク現象の発生の防止のため、ＰＤ４に追加セル２４０は挿入できない。つまり、実施の形態１で説明したように、ＯＦＦ設定のあるパワードメインからＯＮ設定の他のパワードメインへ信号を出すということは、電流リーク現象を招くことになるので行なってはならない。
【００８６】
以上の４つの全ての動作モードについて、ＰＤ４の領域内に追加セル２４０を配置しても、電気的な問題もないことがわかった。従って、ＰＤ４が抽出され、ＰＤ４の領域内に追加セル２４０が挿入され、ＰＤ１からＰＤ３への配線が可能となる。
【００８７】
上記結果を考慮して、ＰＤ４の領域内に追加セル２４０がレイアウトパターン上に挿入されることになる（図７のステップ１９）。
【００８８】
図１３は、実施の形態２により追加セル２４０挿入後のレイアウトパターンを示す図である。図１３を参照して、図７の自動配置配線設計フロー１００に従って、追加セル２４０と、セル２１０と追加セル２４０との間を接続する配線Ｌ３０２と、追加セル２４０とセル２２０との間を接続する配線Ｌ３０３とが追加される。
【００８９】
実施の形態２は、ＰＤ１およびＰＤ３だけではなく、ＰＤ４にセルが挿入可能となるため、ＬＳＩのパワードメインの形状の変更する作業が不要となりレイアウト作業負荷が軽減できる。また、ガスステーションを設定する必要が無いため、電源配線の引回しが減少し、レイアウトパターンの省面積化にも効果がある。
【００９０】
以上のように、実施の形態１によれば、図７の設計工程３０の処理により、パワードメインの形状を変更せず、自動的にセルを適したパワードメインに自由に挿入することができ、配置配線についてもタイミング規約違反やデザインルール違反の解消もできる。また、実施の形態２によれば、図７の設計工程３０の処理により、接続されているセルと同一のパワードメイン以外のパワードメインを利用して、セルを自由に挿入することができ、配置配線についてもタイミング規約違反やデザインルール違反の解消もできる。また、実施の形態１および実施の形態２により、作業工数の減少、省面積化も見込める。
【００９１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、各実施の形態において説明された技術的思想は、可能な限り組み合わされて実現されることが意図される。
【符号の説明】
【００９２】
２  ＣＰＵ、３  ＲＡＭ、４  バス、５  入力部、６  表示部、７  入出力部、１０  自動配置配線装置、３０  設計工程、１００，４００  自動配置配線設計フロー、２００Ａ，２００Ｂ，３００Ｂ，４００Ｂ，４００Ｃ，４００Ｄ  レイアウトパターン、２１０，２２０，Ａ  セル、２１５，２３０，２４０  追加セル、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１１  領域、Ｃ３  配線経路領域、ＨＭＣ，ＨＭＣ１〜ＨＭＣ３  ハードマクロセル、ＰＩＯＢ  周辺ＩＯバッファセル、Ｌ２０１，Ｌ３０１  信号経路、Ｌ２０２，Ｌ２０３，Ｌ３０２，Ｌ３０３，Ｌ４０２  配線、ＰＤ１〜ＰＤ４  パワードメイン。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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