JP3123387B2 - 配線パターン決定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回路基板の配線パター
ンを決定する方法及び装置に係り、特に、クロストーク
ノイズを低減するために用いて好適な配線パターン決定
方法及び装置に関する。本発明の配線パターン決定方法
および装置は、プリント基板やマルチチップモジュール
の配線設計に最も適するものであるが、半導体集積回路
装置の配線設計に対して適用することも可能である。

【０００２】

【従来の技術】回路基板に布線された導体は、互いに磁
気的および容量的に結合しており、近接した導体間では
クロストークと呼ばれる干渉が生じる。この干渉によっ
て生じるノイズは、回路の正常動作を妨げる原因となり
うるため、たとえば特開昭62−106575公報に記載されて
いるように、導体の平行線長を制限することによりクロ
ストークノイズを低減することが従来より行われてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術はある程
度のクロストークノイズ低減効果を有するが、クロスト
ークノイズ低減に関して、信号の伝播方向について考慮
しているものではない。本発明の目的は、信号の伝播方
向を考慮した配線を施すことによりクロストークノイズ
低減効果を向上することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の配線パターン決定では、同一方向に伝播す
る信号を同一領域に集めることを特徴とする。すなわ
ち、本発明の配線パターン決定においては、信号層内の
少なくとも１つの領域に対して信号伝播方向を設定する
手段と，接続ピン対に対し、信号伝播方向に関してどち
らのピンが上流側に存在するかを認識する手段と，上流
側ピンもしくは下流側ピンの何れかを探索始点として、
配線経路を上記信号伝播方向に沿って探索する手段とを
有することを特徴とする。

【０００５】

【作用】同一方向に伝播する信号を同一領域に集めた場
合、逆方向の信号が混在する場合に比較して、クロスト
ークノイズが低減される。以下、この理由を説明する。
一般にクロストークは、近接した平行ライン間に発生す
るが、それらのライン上を信号が同一方向に伝播する
か、互いに逆方向に伝播するかにより、下流側ピンに生
じるクロストークノイズの大きさが異なる。これは、両
者のクロストークノイズが異種類のものであるためであ
る。つまり、信号が同一方向に伝播する場合には遠端ク
ロストークノイズ(forward crosstalk noise）が下流側
ピンに生じるが、逆方向に伝播する場合は近端クロスト
ークノイズ（backward crosstalknoise）が下流側ピン
に生じる。

【０００６】これら２種類のクロストークノイズの大き
さを比較したとき、一般には近端クロストークノイズの
方が遠端クロストークノイズよりも大きいと言われてい
る。特に、ラインの両端が適切に終端され、かつ均質な
誘電体で囲まれている理想的な伝送線路に関しては、文
献A. Feller, et al.“Crosstalk and Reflectionsin H
igh-speed Digital Systems”, Fall Joint Computer C
onference, Dec.1965. の５１２ページに述べられてい
るように、遠端クロストークが零になることが理論的に
示されている。また、現実の回路基板における伝送線路
に関しても、文献D. A. Donane，et al.,“Multichip M
odule Technologies and Alternatives”,Van
Nostrand Reinhold, 1993．の５５２ページから５５３
ページに述べられているように、おおむね近端クロスト
ークノイズが遠端クロストークノイズに比べて大きいこ
とが知られている。

【０００７】従って、同一方向に伝播する信号を同一領
域に集め、逆方向の信号を離すようにすることにより、
クロストークノイズが低減される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の配線パターン決定方法及び装
置の実施例を図を用いて説明する。

【０００９】本発明の第１の実施例を図１ないし図９を
用いて説明する。この実施例では、領域別に定義された
信号伝播方向を読み込み、この信号伝播方向を遵守する
ように配線を行うことにより、逆方向信号の混在を防止
する。ここで、どのように信号層を領域分割するか、さ
らに、各領域での信号伝播方向をどのように定めるか
は、配線パターン決定装置のユーザが、プリント基板の
性質を考慮して決定する。

【００１０】図１は、本実施例の配線パターン決定方法
による配線処理手順を示している。以下、ステップごと
に説明する。

【００１１】ステップ１１：格子点テーブルを初期設定
する。ここで、格子点テーブルとは、信号層上のすべて
の格子点の情報を有するテーブルであり、経路探索処理
に使用されるものである。

【００１２】ステップ１２：各層の領域別に定義された
信号伝播方向指定情報を読み込む。 ステップ１３：前ステップで読み込んだ信号伝播方向指
定情報に従い、格子点テーブルに信号伝播方向を設定す
る。

【００１３】ステップ１４：未配線ピンピンを１つ選択
する。ここでピンピンとは、配線パターンで接続すべき
ピンの対であり、接続ピン対とも呼ばれる。

【００１４】ステップ１５：そのピンピンを構成する２
つのピンのうち、信号伝播方向に関して、いずれが上流
側に存在するかを認識する。このとき、上流側に存在す
るピンを上流側ピンと呼び、下流側にあるピンを下流側
ピンと呼ぶ。

【００１５】ステップ１６：上流側ピンを探索始点とし
て、隣接格子点へ経路探索の波を広げる処理を繰り返す
ことにより、上流側ピンから下流側ピンに至る配線経路
を探索する。このとき、ステップ１３で設定した信号伝
播方向のみに探索の波を広げる。たとえば、ある格子点
に設定されている信号伝播方向が正のｘ方向のみである
場合、その格子点からは、正のｘ方向のみに対して探索
の波を広げる。

【００１６】ステップ１７：探索の波が下流側ピンに到
達したかどうかをチェックする。

【００１７】ステップ１８：到達したなら、上流側ピン
から下流側ピンに至る配線経路を登録する。

【００１８】ステップ１９：他に未配線ネットがあれば
ステップ１４に戻り、なければ処理を終了する。

【００１９】図２は、本発明に係る配線パターン決定装
置の全体構成を示している。この装置は、複数の信号層
を有するプリント基板を対象とした配線パターン自動決
定装置である。この配線パターン決定方法は、コンピュ
ータＣに実装されたプログラムによって実現される。コ
ンピュータＣは、プログラムに従って、ファイルから配
線処理に必要な情報を読み込み、配線パターンを決定し
た後、その結果をファイルに返す。ファイルは、基板情
報ファイルＦ１，禁止情報ファイルＦ２，配線パターン
情報ファイルＦ３，信号伝播方向指定情報ファイルＦ
４，回路情報ファイルＦ５，ネット情報ファイルＦ６か
らなる。コンピュータＣには、入出力装置としてディス
プレイＤ，キーボードＫ，マウスＭ，プリンタＰが接続
されている。ユーザは、これら入出力装置を用いてコン
ピュータＣにプログラムの起動を指示し、自動配線の進
行状況を監視する。

【００２０】このプログラムは、配線制御部２１，格子
点テーブル初期設定部２２，信号伝播方向設定部２３，
上流側ピン認識部２４，配線処理部２５，格子点テーブ
ル２６により構成される。配線制御部２１は、格子点テ
ーブル初期設定部２２，信号伝播方向設定部２３，上流
側ピン認識部２４，配線処理部２５を起動し、配線処理
全体の制御を行う。格子点テーブル初期設定部２２は、
基板情報ファイルＦ１を読み込んで格子点テーブルを作
成した後、禁止情報ファイルＦ２および配線パターン情
報ファイルＦ３を読み込み、配線禁止領域および人手作
成パターンを格子点テーブル２６に設定する。信号伝播
方向設定部２３は、信号伝播方向指定情報ファイルＦ４
を読み込み、各層の全格子点に信号伝播方向を設定す
る。上流側ピン認識部２４は、回路情報ファイルＦ５お
よびネット情報ファイルＦ６を読み込み、ピンピンを構
成する２つのピンのうち、信号伝播方向に関していずれ
が上流側に存在するかを認識する。さらに、認識結果に
従い、格子点テーブル２６に対して、上流側ピンを探索
始点、下流側ピンを探索終点と設定する。信号伝播方向
に沿って探索するかぎり、下流側ピンを探索始点として
も良い。配線処理部２５では、格子点テーブル２６にお
いて、上流側ピンから下流側ピンに至る経路探索を探索
し、発見した配線経路を配線パターン情報ファイルＦ３
に登録する。

【００２１】図３（ａ）は信号伝播方向を説明する図で
ある。信号伝播方向とは、信号パルスが伝送線上を伝播
するときの伝播方向である。ここでは、信号伝播方向３
の元の方に位置するピンを上流側ピン１Ｓ、先の方に位
置するピンを下流側ピン１Ｔと呼ぶ。なお、図中の符号
５は、配線されたラインを示す。

【００２２】図３（ｂ）は、信号伝播方向を説明するも
う１つの図である。この図では、４つのピンから成るネ
ットが定義されており、その中の１つのピンから信号が
出力され、それが伝送線を伝わって他の３つのピンに送
られている。このとき、中流に位置する２つのピンは、
どのピンピンに着目するかにより、上流側ピンと下流側
ピンのいずれかに定義される。たとえば、上流から２番
目のピンについていえば、最上流のピンピンに着目した
場合は下流側ピンとなり、２番目のピンピンに着目した
場合は上流側ピンとなる。

【００２３】図４は、本実施例の配線パターン決定装置
が対象とするプリント基板の典型例を示している。この
プリント基板８は、４つの信号層Ｘ１，Ｙ１，Ｘ２，Ｙ
２と電源層Ｖ，グランド層Ｇから成っている。このう
ち、信号層Ｘ１およびＸ２は、主としてｘ方向（プリン
ト基板８の横辺に平行な方向）に配線パターンが走行す
る層であり、特にｘ方向層と呼ばれる。一方、信号層Ｙ
１およびＹ２は、主としてｙ方向（縦辺に平行な方向を
ｘ方向）に配線パターンが走行する層であり、特にｙ方
向層と呼ばれる。信号層間の接続はビアホールにより行
われる。なお、ビアホールに沿った深さ方向はｚ方向と
呼ぶ。

【００２４】図５（ａ）および図５（ｂ）は、層Ｘ１の
格子点に設定された信号伝播方向を示している。

【００２５】このうち、図５（ａ）は、層Ｘ１を上から
見たときの信号伝播方向を示している。矢印３は信号伝
播方向を表している。全格子点に正のｘ方向の信号伝播
方向が設定されている他、斜め方向の信号伝播方向も設
定されている。

【００２６】図５（ｂ）は、層Ｘ１に設定されたｚ方向
の信号伝播方向を示している。直下の層Ｙ１に連絡する
ため、３格子おきに正のｚ方向が設定されている。この
格子は、ピンおよびビアが設置される格子である。

【００２７】図６（ａ）および図６（ｂ）は、層Ｙ１の
格子点に設定された信号伝播方向を示している。層Ｙ１
では、正のｙ方向が主たる信号伝播方向として設定され
ている。また、上下の層に連絡するため、３格子おきに
正負のｚ方向が設定されている。

【００２８】図７（ａ）および図７（ｂ）は、層Ｘ２の
格子点に設定された信号伝播方向を示している。層Ｘ２
では、負のｘ方向が主たる信号伝播方向として設定され
ている。また、上下の層に連絡するため、３格子おきに
正負のｚ方向が設定されている。

【００２９】図８（ａ）および図８（ｂ）は、層Ｙ２の
格子点に設定された信号伝播方向を示している。層Ｙ２
では、負のｙ方向が主たる信号伝播方向として設定され
ている。また、直上の層に連絡するため、３格子おきに
負のｚ方向が設定されている。

【００３０】図９は、本実施例の配線パターン決定装置
により作成された配線パターンの一部を示している。Ｌ
ＳＩ７の上流側ピン１Ｓと他のＬＳＩの下流側ピン１Ｔ
とが、配線パターンにより接続されている。上流側ピン
１Ｓを発した信号は、ライン５およびビアホール６を伝
播して下流側ピン１Ｔに達する。図に示されるように、
プリント基板８の各層Ｘ１，Ｙ１，Ｘ２において、ライ
ン上を伝播する信号の方向３は同一になっている。

【００３１】本実施例の配線パターン決定装置によれ
ば、各信号層に対して唯一の方向を主たる信号伝播方向
として割り当てるため、信号層内で発生するクロストー
クが最小限に抑えられるという効果がある。計算機シミ
ュレーションによれば、ライン幅３０μｍ，ライン間隔
４５μｍ，平行線長５cm，両端終端の条件下で、同方向
の信号に発生するクロストークノイズの大きさは、逆方
向の信号に発生するクロストークノイズの約１／３であ
った。この結果から、シミュレーションと同様の条件で
配線パターンの実装できれば、同一方向の信号を同一層
に集めることにより、クロストークノイズを１／３程度
に低減できる。

【００３２】さらに、本実施例に係るプリント基板によ
れば、中央に電源層Ｖとグランド層Ｇを配設しているの
で、信号層間のクロストークが抑えられるという効果が
ある。

【００３３】本発明の第２の実施例を、図１０ないし図
１４を用いて説明する。この実施例の配線パターン決定
では、信号伝播方向指定情報ファイルＦ４の内容に基づ
き、信号伝播方向設定部２３にて、信号層を短冊状の領
域に分割し、これら短冊状の領域に対して、正負２つの
信号伝播方向を交互に割り当てる。

【００３４】図１０は、本実施例の配線パターン決定装
置が対象とするプリント基板の典型例を示している。こ
のプリント基板８は、信号層Ｘ１および信号層Ｙ１から
成る２層基板である。

【００３５】図１１は、層Ｘ１の格子点に設定された信
号伝播方向を示している。

【００３６】図１１（ａ）は、層Ｘ１を上から見たとき
の信号伝播方向を示している。３格子幅のｘ方向に長い
領域９が、上述の短冊状の領域に相当する。各々の領域
９には、正のｘ方向または負のｘ方向が主たる信号伝播
方向として設定されており、これらは交互に繰り返され
ている。すなわち、ある領域での主たる信号伝播方向が
正のｘ方向である場合、その隣接領域での主たる信号伝
播方向は負のｘ方向となっている。また、これら領域の
境界においては、斜め方向の信号伝播方向のみを設定し
ている。これは、逆方向信号の隣接を防止するためであ
る。

【００３７】図１１（ｂ）は、層Ｘ１に設定されたｚ方
向の信号伝播方向を示している。直下の層Ｙ１に連絡す
るために、３格子おきに正のｚ方向が設定されている。

【００３８】図１２は層Ｙ１の格子点に設定された信号
伝播方向を示している。

【００３９】図１２（ａ）は、層Ｙ１を上から見たとき
の信号伝播方向を示している。３格子幅のｙ方向に長い
領域９が定義されている。各々の領域９には、正のｙ方
向または負のｙ方向が主たる信号伝播方向として設定さ
れており、これらは交互に繰り返されている。すなわ
ち、ある領域での主たる信号伝播方向が正のｙ方向であ
る場合、その隣接領域での主たる信号伝播方向は負のｙ
方向となっている。また、これら領域の境界において
は、斜め方向の信号伝播方向のみを設定している。これ
は、逆方向信号の隣接を防止するためである。

【００４０】また、図１２（ｂ）に示すように、直上の
層Ｘ１に連絡するために、３格子おきに負のｚ方向が設
定されている。

【００４１】図１３および図１４は、本実施例の配線パ
ターン決定装置により作成された配線パターンの一部を
示している。このうち、図１３は層Ｘ１上のライン５の
パターン、図１４は層Ｙ１上のライン５のパターンを表
している。図中、符号１Ｓは上流側ピンを、１Ｔは下流
側ピンを、６はビアホールを、３は信号伝播方向を表
す。第１の実施例とは異なり、この実施例では、同一層
に逆方向の信号が存在している。たとえば、図１３に示
すように、層Ｘ１上には正のｘ方向と負のｘ方向の信号
が存在している。また、図１４に示すように、層Ｙ１上
には、正のｙ方向と負のｙ方向の信号が存在している。
しかし、これら逆方向の信号は、常に２格子の間隔が保
たれており、クロストークの防止が図られている。

【００４２】本実施例によれば、各信号層に正負両方向
の信号を配線できるようにしているため、配線領域を効
率的に使用することができ、よって少ない層数で配線パ
ターンを実装できるという効果がある。

【００４３】本発明の第３の実施例を、図１５ないし図
１８を用いて説明する。この実施例も、第２の実施例と
同様に、信号層を短冊状の領域に分割し、これら領域に
対して、正負２つの信号伝播方向を交互に割り当てる。
第２実施例で例示したプリント基板は、３格子おきにビ
アホールを設定できる基板であるが、本実施例で対象と
するプリント基板は、どの格子にもビアホールを設置で
きる基板である。

【００４４】図１５は、層Ｘ１の格子点に設定された信
号伝播方向を示している。

【００４５】図１５（ａ）は、層Ｘ１を上から見たとき
の信号伝播方向３を示している。６格子幅のｘ方向に長
い領域９には、正のｘ方向または負のｘ方向が主たる信
号伝播方向として設定されており、これらは交互に繰り
返されている。また、これら領域の境界においては、斜
め方向の信号伝播方向のみを設定している。これは、逆
方向信号の隣接を防止するためである。

【００４６】図１５（ｂ）は、層Ｘ１に設定されたｚ方
向の信号伝播方向３を示している。すべての格子点に正
のｚ方向が設定されている。

【００４７】図１６は、層Ｙ１の格子点に設定された信
号伝播方向を示している。

【００４８】図１６（ａ）は、層Ｙ１を上から見たとき
の信号伝播方向３を示している。６格子幅のｙ方向に長
い領域９には、正のｙ方向または負のｙ方向が主たる信
号伝播方向として設定されており、これらは交互に繰り
返されている。また、これら領域の境界においては、斜
め方向の信号伝播方向のみを設定している。これは、逆
方向信号の隣接を防止するためである。

【００４９】図１６（ｂ）は、層Ｙ１に設定されたｚ方
向の信号伝播方向３を示している。すべての格子点に負
のｚ方向が設定されている。

【００５０】図１７および図１８は、本実施例の配線パ
ターン決定装置により作成された配線パターンの一部を
示している。このうち、図１７は層Ｘ１上のパターン、
図１８は層Ｙ１上のパターンを表している。符号１Ｓは
上流側ピンを、１Ｔは下流側ピンを、５はラインを、６
はビアホールを、３は信号伝播方向を表す。

【００５１】本実施例の配線パターン決定装置によれ
ば、各信号層に正負両方向の信号を配線できるようにし
ているため、配線領域を効率的に使用することができ、
よって少ない層数で配線パターンを実装できるという効
果がある。

【００５２】本発明の第４の実施例を図１９ないし図２
３を用いて説明する。本実施例では、上述の実施例とは
異なり、信号層あるいは領域に対して信号伝播方向を設
定しない。その代わりに、上流側ピンから下流側ピンへ
向かう方向が類似したピンピン同士を同一の層ペア（ｘ
方向層とｙ方向層の対）に割り当てることで、間接的に
各層での信号伝播方向を揃える。

【００５３】図１９は、本実施例の配線パターン決定方
法による配線処理手順を示している。以下、ステップご
とに説明する。

【００５４】ステップ５１：各ピンピンの上流側ピンを
認識する。

【００５５】ステップ５２：上流側ピンから下流側ピン
へ向かう方向の類似度に基づいて、ピンピンを４グルー
プに分類する。

【００５６】ステップ５３：各グループに層ペアを割り
当てる。

【００５７】ステップ５４：割り当てられた層ペアにお
いて各グループを配線する。

【００５８】図２０は、本実施例の配線パターン決定装
置の全体構成を示している。この装置は、複数の信号層
を有するプリント基板を対象とした配線パターン自動決
定装置である。この配線パターン決定方法は、コンピュ
ータＣに実装されたプログラムによって実現される。コ
ンピュータＣは、プログラムに従って、ファイルから配
線処理に必要な情報を読み込み、配線パターンを決定し
た後、その結果をファイルに返す。ファイルは、基板情
報ファイルＦ１，禁止情報ファイルＦ２，配線パターン
情報ファイルＦ３，回路情報ファイルＦ５，ネット情報
ファイルＦ６からなる。コンピュータＣには、入出力装
置としてディスプレイＤ，キーボードＫ，マウスＭ，プ
リンタＰが接続されている。ユーザは、これら入出力装
置を用いてコンピュータＣにプログラムの起動を指示
し、自動配線の進行状況を監視する。

【００５９】このプログラムは、配線制御部４１，格子
点テーブル初期設定部４２，ピンピン分類部４３，層ペ
ア割当部４４，配線処理部４５，格子点テーブル４６，
ピンピン分類情報テーブル４７，層ペア割当情報テーブ
ル４８とにより構成される。配線制御部４１は、格子点
テーブル初期設定部４２，ピンピン分類部４３，層ペア
割当部４４，配線処理部４５を起動し、配線処理全体の
制御を行う。ピンピン分類部４３は、回路情報ファイル
Ｆ５とネット情報ファイルＦ６を読み込み、ピンピンを
４つのグループに分類する。分類結果は、ピンピン分類
情報テーブル４７に格納する。層ペア割当部４４は、ピ
ンピン分類情報テーブル４７に格納されたピンピン分類
結果を用いて、各グループに層ペアを割り当てる。割当
結果は、層ペア割当情報テーブル４８に格納する。配線
処理部４５は、格子点テーブル４６を用いて各グループ
の配線処理を行い、発見した配線経路を配線パターン情
報ファイルＦ３に登録する。

【００６０】図２１は、ピンピンの分類基準を説明する
図である。本実施例では、上流側ピン１Ｓから下流側ピ
ン１Ｔへ向かう方向を求め、その方向が正のｘ方向に対
して成す角φに基づいて、下記のようにピンピンを４つ
のグループＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４に分類する。

【００６１】 グループＴ１：０°≦φ＜９０°のピンピン グループＴ２：９０°≦φ＜１８０°のピンピン グループＴ３：１９０°≦φ＜２７０°のピンピン グループＴ４：２７０°≦φ＜３６０°のピンピン 図２２は、本実施例が対象とするプリント基板の典型例
を示している。このプリント基板８は、４つの層ペアＬ
１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４、および電源層Ｖ，グランド層Ｇ
から成っている。層ペアＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、そ
れぞれｘ方向層とｙ方向層から成る。これら２層上のパ
ターンはビアホールにより接続される。電源層Ｖおよび
グランド層Ｇは、層ペアＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を挟む
ようにして配設され、回路動作に必要な電力を供給する
とともに、層ペア間のクロストークを防止する。

【００６２】図２３は、層ペア割当処理（ステップ５
３）の処理手順を示している。

【００６３】ステップ７１：グループ毎の予想配線長を
計算する。ここで、グループの予想配線長とは各ピンピ
ンの予想配線長の和である。上流側ピン１Ｓと下流側ピ
ン１Ｔの座標を（ｘｓ，ｙｓ），(ｘｔ，ｙｔ)としたと
き、ピンピンの予想配線長は下式で与えられる。

【００６４】 予想配線長＝｜ｘｔ−ｘｓ｜＋｜ｙｔ−ｙｓ｜ ステップ７２：前ステップで計算した予想配線長に基づ
いて、各グループに層ペアを比例配分する。すなわち、
グループＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の予想配線長がそれぞ
れＬＥＮ１，ＬＥＮ２，ＬＥＮ３，ＬＥＮ４であり、層
ペア数がｎであるとき、下式で算出される数の層ペアを
各グループへ割り当てる。

【００６５】 グループＴ１に割り当てる層ペア数≒ｎ×ＬＥＮ１／（ＬＥＮ１＋ＬＥＮ２ ＋ＬＥＮ３＋ＬＥＮ４） グループＴ２に割り当てる層ペア数≒ｎ×ＬＥＮ２／（ＬＥＮ１＋ＬＥＮ２ ＋ＬＥＮ３＋ＬＥＮ４） グループＴ３に割り当てる層ペア数≒ｎ×ＬＥＮ３／（ＬＥＮ１＋ＬＥＮ２ ＋ＬＥＮ３＋ＬＥＮ４） グループＴ４に割り当てる層ペア数≒ｎ×ＬＥＮ４／（ＬＥＮ１＋ＬＥＮ２ ＋ＬＥＮ３＋ＬＥＮ４） 図２２に示すプリント基板８の場合は、４つの層ペアを
有するので、各グループに層ペアを１つずつ割り当て
る。すなわち、グループＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４に対し
てそれぞれ層ペアＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を割り当て
る。

【００６６】本実施例によれば、すべての配線パターン
は層ペア内で配線されるので、ビアホールの長さが短
く、よって寄生容量の小さい配線パターンが得られると
いう効果がある。

【００６７】また本実施例に係るプリント基板によれ
ば、電源層Ｖおよびグランド層Ｇが層ペア間に配設され
るので、層間クロストークが抑えられるという効果があ
る。

【００６８】ここまで説明してきた実施例では、同一方
向に伝播する信号を同一領域（あるいは同一層）に集め
るように配線し、この条件を満足できないピンピンは未
配線としている。しかし、この条件を崩したとしても
（すなわち逆方向の信号が混在したとしても）、必ずし
もクロストークノイズが許容値を越えるというわけでは
ない。そこで、信号伝播方向を考慮した配線を行った後
に、信号伝播方向を無視した再配線処理を行うことで、
未配線の一部を救済できる。

【００６９】しかし、このように信号伝播方向を無視し
た配線を何等の制約なしに行うとクロストークノイズの
違反が多発する。これを防止するには、平行線長の制
限、特に逆方向信号の隣接平行信号配線の長さの制限を
設けるのが有効である。平行線長制限を遵守する配線手
法としては、従来より様々な手法が知られており、これ
らのいずれかを用いれば良い。

【００７０】本変形例の配線パターン決定装置による配
線処理手順は次の通りである。

【００７１】ステップ１：同方向の信号が隣接する場合
と、逆方向の信号が隣接する場合のそれぞれに対して平
行線長制限値を定める。たとえば、同方向信号に対する
制限値を３０cm、逆方向信号に対する制限値を５cmとす
る。

【００７２】ステップ２：上記第１実施例ないし第４実
施例の配線手順に従い、信号伝播方向を考慮して配線を
行う。このとき、隣接平行線長が同方向信号の平行線長
制限値を越えないようにする。

【００７３】ステップ３：残った未配線に対して、信号
伝播方向を無視して配線を行う。このとき、隣接平行線
長が逆方向信号の平行線長制限値を越えないようにす
る。

【００７４】本変形例によれば、信号伝播方向を無視し
た再配線処理を設けているので、より高い結線率を達成
できるという効果がある。また、平行線長の制限を設
け、それを遵守するように配線しているので、クロスト
ークノイズの違反件数を低減できるという効果がある。

【００７５】さらに、他の実施例について説明する。

【００７６】上述した実施例の配線パターン決定は、信
号方向が一意に決まる伝送線を対象としているが、一般
には、双方向に信号が伝播する伝送線も存在する。双方
向データバスはその定型例である。この変形例では、こ
のような双方向信号も含めて配線処理を行う。配線処理
手順は次の通りである。

【００７７】ステップ１：同方向の信号が隣接する場合
と、逆方向の信号が隣接する場合のそれぞれに対して平
行線長制限値を定める。たとえば、同方向信号に対する
制限値を３０cm、逆方向信号に対する制限値を５cmとす
る。

【００７８】ステップ２：ピンピンを次の２群に分類す
る。

【００７９】（タイプ１）双方向に信号が伝播するピン
ピン （タイプ２）一方向に信号が伝播するピンピン ステップ３：回路情報を参照することにより、上記タイ
プ１に属すピンピンの中から、互いに同じタイミングで
信号方向が切り替わるような信号のグループを抽出す
る。このようなグループをここでは群信号と呼ぶ。たと
えば、双方向データバスの伝送線は一斉に同一タイミン
グで信号方向が切り替わるので、群信号である。

【００８０】ステップ４：群信号を１つ選び、それに属
すピンピンを配線する。このとき、隣接平行線長が同方
向信号の平行線長制限値を越えないようにする。配線終
了後、パターンに隣接するｍ本の格子（たとえばｍ＝
１）に配線禁止を設ける。

【００８１】ステップ５：すべての群信号についてステ
ップ４を繰り返す。

【００８２】ステップ６：タイプ２に属すピンピンを、
上記第１実施例ないし第４実施例の配線手順に従い、信
号伝播方向を考慮して配線を行う。このとき、隣接平行
線長が同方向信号の平行線長制限値を越えないようにす
る。

【００８３】ステップ７：残った未配線に対して、信号
伝播方向を無視して配線を行う。このとき、隣接平行線
長が逆方向信号の平行線長制限値を越えないようにす
る。

【００８４】本変形例によれば、双方向信号に対しても
クロストークノイズを抑制できるので、プリント基板全
体で発生するクロストークノイズの違反件数を低減でき
るという効果がある。

【００８５】これまで述べてきた実施例による配線パタ
ーン決定によれば、例えば、少なくとも１つの信号配線
層中に着目して、一方向に信号が伝播する信号配線パタ
ーンの長さの総和が、それ以外の方向に信号が伝播する
信号配線パターンの長さの総和の５倍を越えるごとき多
層回路基板を作成できる。また、例えば、少なくとも１
つの信号配線層中に着目して、隣接して平行に走る信号
配線内の信号伝播方向が同一方向となる信号配線が、該
信号配線層中の総配線長の７割以上を占めるごとき多層
回路基板を作成できる。このような多層回路基板は、従
来のものと比較しクロストークノイズの低減が著しく向
上できるものである。

【００８６】

【発明の効果】本発明によれば、同一方向の信号を同一
領域に集め、逆方向の信号を離して配線するので、クロ
ストークが低減されるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る配線パターン決定方法
による配線処理手順を示す図である。

【図２】本発明の一実施例に係る配線パターン決定装置
の全体構成を示すブロック図である。

【図３】信号伝播方向を説明する図である。

【図４】本発明の配線パターン決定方法の対象となるプ
リント基板の一例を示す図である。

【図５】本発明の一実施例に係る信号伝播方向の設定例
を示す図である。

【図６】本発明の一実施例に係る信号伝播方向の設定例
を示す図である。

【図７】本発明の一実施例に係る信号伝播方向の設定例
を示す図である。

【図８】本発明の一実施例に係る信号伝播方向の設定例
を示す図である。

【図９】本発明の一実施例に係る配線パターン決定方法
に決定された配線パターンの例を示す図である。

【図１０】本発明の配線パターン決定方法の対象となる
プリント基板の一例を示す図である。

【図１１】本発明の一実施例に係る信号伝播方向の設定
例を示す図である。

【図１２】本発明の一実施例に係る信号伝播方向の設定
例を示す図である。

【図１３】本発明の一実施例に係る配線パターン決定方
法に決定された配線パターンの例を示す図である。

【図１４】本発明の一実施例に係る配線パターン決定方
法に決定された配線パターンの例を示す図である。

【図１５】本発明の一実施例に係る信号伝播方向の設定
例を示す図である。

【図１６】本発明の一実施例に係る信号伝播方向の設定
例を示す図である。

【図１７】本発明の一実施例に係る配線パターン決定方
法に決定された配線パターンの例を示す図である。

【図１８】本発明の一実施例に係る配線パターン決定方
法に決定された配線パターンの例を示す図である。

【図１９】本発明の一実施例に係る配線パターン決定方
法の配線処理手順を示す図である。

【図２０】本発明の一実施例に係る配線パターン決定装
置の全体構成を示すブロック図である。

【図２１】本発明の一実施例に係る配線パターン決定方
法におけるピンピン分類の基準を説明する図である。

【図２２】本発明の配線パターン決定方法の対象となる
プリント基板の一例を示す図である。

【図２３】本発明の一実施例に係る配線パターン決定方
法における層ペア割当の処理手順を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１Ｓ…上流側ピン、１Ｔ…下流側ピン、３…信号伝播方
向、４…ピンピン、５…ライン、６…ビアホール、７…
ＬＳＩ、８…プリント基板、９…領域、Ｃ…コンピュー
タ、Ｄ…ディスプレイ、Ｋ…キーボード、Ｍ…マウス、
Ｐ…プリンタ、Ｆ１…基板情報ファイル、Ｆ２…禁止情
報ファイル、Ｆ３…配線パターン情報ファイル、Ｆ４…
信号伝播方向指定情報ファイル、Ｆ５…回路情報ファイ
ル、Ｆ６…ネット情報ファイル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗原 寛 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社 日立製作所 汎用コンピュータ事業部 内 (72)発明者 風間 清徳 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社 日立製作所 汎用コンピュータ事業部 内 (56)参考文献 特開 平４−286077（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−235237（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−203102（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−171888（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 17/50 H05K 3/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】信号配線層を積層した回路の配線パターン
   決定方法において、 複数の配線可能領域別に信号伝播方向を設定するステッ
   プと、 接続ピン対に対し信号伝播方向に関してどちらのピンが
   上流側に存在するかを認識するステップと、 上流側ピンもしくは下流側ピンの何れかを探索始点とし
   て、設定した上記信号伝播方向に基づいて配線経路を探
   索するステップとを包含することを特徴とする配線パタ
   ーン決定方法。
2. 【請求項２】信号配線層を積層した回路の配線パターン
   決定方法において、 ｎを任意の整数としたとき、前記信号配線層をｎ格子幅
   の分割領域に分割するステップと、 上記分割領域に対して信号伝播方向を設定するステップ
   と、 接続ピン対に対し、信号伝播方向に関してどちらのピン
   が上流側に存在するかを認識するステップと、 上流側ピンもしくは下流側ピンの何れかを探索始点とし
   て、配線経路を上記信号伝播方向に基づいて探索するス
   テップとを包含することを特徴とする配線パターン決定
   方法。
3. 【請求項３】信号配線層を積層した回路の配線パターン
   決定方法において、 接続ピン対に対し、信号伝播方向に関してどちらのピン
   が上流側に存在するかを認識するステップと、 上流側ピンと下流側ピンの位置関係を用いて接続ピン対
   をグループ分けするステップと、 各グループに対して信号配線層を割り当てるステップ
   と、 割り当てられた信号配線層において各グループを配線す
   るステップとを包含することを特徴とする配線パターン
   決定方法。
4. 【請求項４】請求項１、２の何れかに記載の配線パター
   ン決定方法において、 前記配線経路を探索するステップは、残った未配線に対
   して、隣接パターンの平行線長を予め定めた制限値以内
   に抑制しつつ信号伝播方向を考慮せずに配線することを
   特徴とする配線パターン決定方法。
5. 【請求項５】信号配線層を積層した回路の配線パターン
   決定方法において、 上記回路において配線すべき接続ピン対を、双方向に信
   号が伝播する第１のタイプと、一方向に信号が伝播する
   第２のタイプとに分類するステップと、 上記第１のタイプに属す接続ピン対の中から、互いに同
   じタイミングで信号方向が切り替わる接続ピン対のグル
   ープを１つ以上抽出するステップと、 上記グループに属す接続ピン対の配線パターンを決定
   し、その配線パターンの近傍格子に配線禁止を設けるス
   テップと、 第２のタイプに属す接続ピン対を、領域ごとに設定され
   た信号伝播方向を遵守するように配線するステップと、 残った未配線に対して、信号伝播方向を考慮せず配線す
   るステップとを包含することを特徴とする配線パターン
   決定方法。