JPH02271474A - 配線パターンのチェック方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プリント配線基板設計システムに関し、特に
１つの信号を正信号と負信号とに分離して伝播する差動
クロックネットの配線パターンの自動チエツクに適用し
て有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

この種の技術について記載されても）る例としては、「
情報処理学会第２８回全国大会資料ＪＰ６の「プリント
配線布線規則チエツクの一考察」と題された論文がある
。

プリント基板の配線パターンには、論理回路の高速・高
密度化にともない、正しい論理動作を保証するために、
クロストークの防止、配線の浮遊容量および負荷容量の
制限などの回路制約があり、これらの制約から配線規則
が定められている。

通常、設計された配線パターンがこの配線規則を遵守し
たものであるか否かを調べるためには、１つのネット単
位に人手によってパターントレースを実施し、配線エレ
メントの長さ、負荷数等を計算しチエツクする方法が一
般的である。また、他のネットとのクロストークなどを
チエツクする方法としては同じく上記文献に記載されて
いるように、１つの配線層内の同−格子内にあるネット
を検索範囲に絞り、ネット間チエツクを行う方法が知ら
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが上記技術に記載されたような配線パターンチエ
ツク方法では、特殊な配線規則を有する差動クロックネ
ットに対して配線パターンのチエツクが行えないという
問題があった。すなわち、差動クロックネットの配線規
則としては、たとえば第７図に示すように、１つの信号
を正信号（正信号線７０）と負信号（負信号線７１）と
の２つのネットに分離して伝播させる場合がある。この
ように信号を分離した場合に、同時刻に所定部位まで正
負の信号をそれぞれ信号到達させるようにするために、
上記２つのネットの線長をほぼ等しくする必要がある。

すなわち差動クロックネットにおいては、２つのネット
の線長の差が制約されたものとなっていた。

また、上記の他にも、差動クロックネットでは、外部か
ら電気的雑音（ノイズ）を受ける場合には、２つのネッ
トの各々でノイズの影響が異なるとエラーを生じること
となるため、ノイズの影響も２つのネットが同様の条件
下でこれを受ける必要があり、配線経路は必ず隣接する
チャネル（格子間の配線パターンが走行可能な経路）上
で平行に配設されていること、および２つのネットのピ
ンから平行区間開始点までの距離差ができる限り少ない
こと、および２つのネットの平行図１１ＪＩＹ点からピ
ンまでの距離の差が少ないこと等の配線規則における制
約があった。

一方、プリント配線基板上で設計される配線パターンと
しては、素子の実装技術の向上により高密度実装が可能
となり、これにより配線も複雑化しており、通常５〜７
層あるいはそれ以上の多層構造となっている。

このような配線基板構造が多層化するにしたがって、上
記従来技術に記載したように、１つのネット単位に人手
によってパターントレースを［ｉ［し、配線エレメント
の長さ、負荷数等を計算しチエツクする方法によれば、
各層毎に、すなわち同一層内に限って平行な配線エレメ
ントのベアおよびネット長を算出することはある程度は
可能であった。

しかし、上記従来技術では、配線パターンの層変換にと
もない生じる非平行区間（直交パターンから中継孔への
引き出しパターン部分）に対する考慮がなされていない
ことにより、複数層間で平行なパターン形状をもつ差動
クロックネットに対して配線パターン形状の妥当性のチ
エツクが困難であった。

このために、図面等に手作業で配線パターン図を描き、
人手によって配線パターン形状の妥当性のチエツクを行
うとともに、配線規則上必要な平行区間開始点および終
了点の位置を求め、配線パターンのチエツクを行わざる
を得なかった。

本発明の目的は、複数層間にわたる平行な配線パターン
形状の妥当性および平行区間開始点、平行区間終了点の
位置を確実に判定することにより、差動クロックネット
に対して効率の良い配線パターンチエツクを実施するこ
とのできる技術を提供することにある。

本発明の上記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、概ね次のとおりである。

すなわち、差動クロックネットに対して、配線パターン
および孔等の座標情報とともにネット内のピンの属性お
よびピンの結線順序を格納する配線設計ファイルと、配
線エレメントのトレースを指示するネット毎のパターン
トレース用テーブルとを有し、各ネットの配線エレメン
ト毎に座標値を上記配線設計ファイルの結線順序にした
がってトレースする手順と、上記パターントレース用テ
ーブルより隣接かつ平行条件を満たす配線エレメントの
組のみを抽出し該配線エレメントの層変更に使用される
中継孔の座標の妥当性を判定する手順と、該配線エレメ
ントの平行区間開始点と平行区間終了点とを接続順序に
したがって抽出する手順とを含む配線パターンのチエツ
ク方式とするものである。

〔作用〕

上記した手段によれば、まず一つの差動クロックネット
を正信号と負信号との一対のネットとしてパターントレ
ース用テーブルに格納し、パターントレースを実施する
。これにより、各配線エレメント毎の使用層衣、配線長
、両端点の接続順序番号等を決定することができる。

また、パターントレース後に一対のネットの各配線エレ
メント毎の使用層衣と両端点の座標値により配線エレメ
ント間の位置関係を調べる。これにより、隣接かつ平行
な配線エレメントの組を抽出することができる。さらに
、抽出した隣接かつ平行な配線エレメントの組の両端点
の接続順序番号および座標値を比較する。これにより、
平行区間開始点および平行区間終了点の位置を決定する
ことができる。

さらに、上記で決定した平行区間開始点と平行区間終了
点と部品のピンとの距離を算出する。これらにより、設
計した配線パターンに対する配線規則のチエツクが可能
となる。

このように、計算機による配線パターン形状の妥当性お
よび平行区間開始点、平行区間終了点の位置のチエツク
が可能となるため、従来人手によらざるを得なかった差
動クロックネットの配線パターンチエツクが短期間でか
つ高精度で可能となる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例である配線パターンチエツク
システムの構成を示す説明図である。第２図は差動クロ
ックネットに対してパターントレース用テーブルを使用
した配線パターンチエツク処理の一例を示すフロー図、
第３図はパターントレース用テーブルのテーブル形式を
表わす説明図、第４図はＡ、Ｂの二つのネットからなる
差動クロックネットを示す説明図である。第５図（ａ）
およびら）は本実施例によるパターントレース用テーブ
ルの設定内容を示す説明図、第６図はパターントレース
用テーブルより隣接かつ平行な配線エレメントの組を抽
出する処理の一例を示すフロー図、第８図は隣接かつ平
行な配線エレメントの組を抽出する処理方法の原理を示
す説明図である。

第１図において、４２は配線されたパターンのチエツク
を行うチエツクシステム本体、４０はプリント基板上の
配線パターンおよびホール／パッド等の情報を格納した
配線設計ファイルであり、たとえば磁気ディスク装置上
に設定されている。

４１はプリント基板の層構成あるいは配線領域、パター
ン走行方向等の情報を格納した基板情報ファイルであり
、同じく磁気ディスク上に設定されている。チエツクシ
ステム本体４２内の４３および４４は、差動クロックネ
ットのパターンチエツク時、パターントレースの実行結
果を格納しておくパターントレース用テーブルである□
。本実施例ではネット毎に一対のパターントレース用テ
ーブル４３．４４が設定されている。上記チエツクシス
テム本体４２の処理結果は、外部のプリンタ装置４５に
出力される構成となっている。

なお、同図において上記に説明したチエツクシステム本
体４２、パターントレース用テーブル４３および４４は
、汎用計算機上に形成されたものであってもよい。

第１図において、チエツクシステム本体４２は、まず配
線設計ファイル４０より配線パターン情報を、基板情報
ファイル４１よりプリント基板情報をそれぞれ取り込む
。このようにして取り込んだ配線パターンを基に、各信
号名を検索キーにしてチエツク対象配線エレメントを抽
出し、パターントレース用テーブル４３．４４に格納し
、複数層にわたって平行なパターンのチエツクを行う。

最後に上記チエツク結果をプリンタ装置４５に出力する
。

第４図において、１〜４はピン、５〜２８は配線エレメ
ント、２９は格子上の中継孔である。ここで、ピンの結
線順序が１→２，３→４である場合、Ｔ１が平行区間開
始点であり、Ｔ２が平行区間終了点である。

次に、上記平行区間開始点および平行区間終了点の位置
を計算機により求め、差動クロックネットの配線パター
ンチエツクを行う手段を第２図〜第６図および第８図を
参照して説明する。

たとえば、第４図に示すネットＡ、ネッ）Ｂからなる差
動クロックネットがプリント基板上に存在する場合、ま
ず第２図のステップ３０において、ネッ）Ａ、Ｂの配線
パターン情報を、第３図に示す形式のパターントレース
用テーブルへネット毎に格納する。次に、ステップ３１
では、上記パターントレース用テーブルに格納された情
報を基に、各ネット毎にパターントレースを行う。ネッ
トへの場合、ピン１の座標と等しい座標を持つ配線エレ
メント５から順にピン２までのパターントレースを行う
。これと同様にして、ネットＢに対してもピン３の座標
と等しい座標を持つ配線エレメント１４から順にピン４
までパターントレースを行う。トレースを行う際に、第
５図（ａ）、（ｂ）に示す様に、配線エレメントの使用
層名、配線エレメント両端点の接続順序番号および配線
エレメントの長さ等の情報をネット毎にパターントレー
ス用テーブル５０．５１に設定する。

次にステップ３２では、配線エレメント毎に使用層名を
キーにして２つのパターントレース用テーブル５０．５
１の中から隣接かつ平行な配線エレメントの組を抽出す
る。この抽出処理について詳細な手順を第６図を用いて
説明する。

ネットＡの配線エレメント６と隣接かつ平行となる配線
エレメントを抽出する場合を例に説明する。

まず第６図のステップ６１において、パターントレース
用テーブル５０より１つの配線エレメント（ここでは配
線エレメント６）の使用層名、両端点座標値等を読み込
む。次にステップ６２および６３で、配線エレメント（
６）のパターン走行方向が層で定められている方向と等
しいか否か、またトレース用テーブル５１に未処理の配
線エレメントが存在するか否かをチエツクした後、次の
ステップ６４から６６において、配線エレメント６と同
じ層（Ｘ層）を使用している配線エレメントの情報をパ
ターントレース用テーブル５１より求め、配線エレメン
トの両端点の座標値よりパターン走行方向を確認する。

この両端点の座標値の組より、２つの配線エレメントが
第８ｉｆｆｌ（ａ）、（ｂ）あるいは（Ｃ）に示す関数
式、すなわちグラフ化した際に傾きが等しい直線として
表現できれば当該配線パターンは平行であると判定でき
る。

さらに、第８図（ａ）および（ｂ）のように直交パター
ンの場合は、パターン走行方向と直交する配線エレメン
トの両端の座標値（Ｘ方向のときはＹ座標。

Ｙ方向のときはＸ座標）を調べ、両方の配線エレメント
が重複する部分く第８図（ａ）の０１．第８図（ｂ）の
０２）があれば以降の処理対象とする。

また、第８図（Ｃ）のように斜交パターンの場合は配線
エレメントの両端のＸ座標とＹ座標とを調べ、両座標と
もに重複する部分（第８図の０３および０４）があれば
以降の処理対象とする。

次に、第８図（ａ）および（１））のような直交パター
ンの場合には、各配線エレメントのパターン走行方向と
交わるＸ軸またはＹ軸の値（第８図（ａ）のに１とに２
．または同図（ｂ）のに３とに４）の差を求めて隣辺チ
ャネルを使用しているか否かを判定する。

（この差は格子間に走行可能なチャネル本数や座標値の
表現方法により異なるが、格子上およびチャネル上も座
標値をもつものとすれば、１本チャネルのときは±２．
２本チャネルのときは±１である）。また第８図（Ｃ）
のような斜交パターンの場合は、配線エレメントがＹ軸
と交わる点（第８図に５とに６）の差を求めて隣辺する
チャネルか否かを判定する（判定方法は上記直交パター
ンの場合と同じである）。

以上の処理を経ることにより、配線エレメント６に対し
て隣接かつ平行な配線エレメント１８が抽出される。最
後にステップ６７においてパターントレース用テーブル
５０および５１に対して上記で抽出された配線エレメン
ト６．１８のペアインデックスをセットする。

以上に説明したステップ６０〜６７の処理をネッ）Ａの
配線エレメントの数だけ繰り返して、すべての隣接かつ
平行な配線エレメントの組、すなわち第４図における配
線エレメント（６，１８）。

（９，２１）および（１２，２４）の各組を抽出する。

また、このときに同時に第２図のステップ３２において
、層変換の際に使用する中継孔の位置を調べる。たとえ
ば第４図では、Ｘ層からＹ層への変換の際に使用した中
継孔８０．８２間の距離およびＹ層からＸ層への変換の
際に使用した中継孔８１．８３間の距離が、ｎ−格子以
内であるか調べる。最後にステップ３３では、ステップ
３２で抽出した配線エレメントの組の中から配線エレメ
ント端点の接続順序番号に従い、接続順序番号の小さい
方から平行区間開始点を、接続順序番号の大きい方から
平行区間終了点を決定する。本実施例では、ステップ３
２で作成した３つの配線エレメントの組のうち、平行区
間開始点Ｔ１となるものは接続順序番号が最も小さい配
線エレメントの組の端点、すなわち配線エレメント６の
端点（Ｘ層　、　Ｙ２　）と配線エレメント１８の端点
（Ｘ層　ｏ　＋　　Ｙ　＋　ｏ　）のいずれかである。

このうち、配線エレメントの反対側の端点（Ｘ層　、　
　Ｙ２　）　ト（Ｘ３Ｙ　ｌｏ　）との距離の短い端点
、すなわち（Ｌｏ。

Ｙ　ｌｏ　）が平行区間開始点Ｔ１になる。同様にして
、平行区間終了点Ｔ２となるものは、接続順序番号が最
も大きい配線エレメントの組の端点、すなわち配線エレ
メント１２の端点（Ｘｇ　、　Ｙ、　）と配線エレメン
ト２４の端点（Ｘ　１ａ　、　　Ｙ　＋　ｓ　）のいず
れかである。このうち、配線エレメントの反対側の端点
（ＸＳ　、　Ｙ層　）　ト（Ｘｇ３．　　Ｙ層３＞　ト
ＣＤ距ｎ（Ｄ短い端点、すなわち（Ｘ　ｌ　４　、　　
Ｙ　Ｉ３＞が平行区間終了点Ｔ２となる。このステップ
３０〜３３の処理で求めた平行区間開始点とピン１，３
との距離および平行区間終了点とピン２，４との距離を
求め、あらかじめ決定された配線規則と照合チエツクを
行う。

以上のように、本実施例によれば従来人手により配線パ
ターン形状をチエツクし、人手により平行区間開始点、
平行区間終了点を求め、配線パターンチエツクを行って
いた差動クロックネットに対して、計算機を用いて上記
各チエツクの自動化が可能となるため、きわめて効率的
かつ高精度で配線パターンチエツクを行うことが可能と
なる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

すなわち、計算機による配線パターン形状の妥当性およ
び平行区間開始点、平行区間終了点の位置のチエツクが
可能となるため、従来人手によらざるを得なかった差動
クロックネットの配線パターンチエツクが短期間でかつ
高精度で可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１辺は本発明の一実施例である配線パターンチエツク
システムの構成を示す説明図、第２図は上記実施例にお
いて、差動クロックネットに対してパターントレース用
テーブルを使用した配線パターンチエツク処理の一例を
示すブロー図、 第３図は上記パターントレース用テーブルのテーブル形
式を示す説明図、 第４図はＡ、Ｂの二つのネットからなる差動クロックネ
ットを示す説明図、 第５図（ａ）およびら）は上記パターントレース用テー
ブルの設定内容を示す説明図、 第６図は上記パターントレース用テーブルから隣接かつ
平行な配線エレメントの組を抽出する処理の一例を示す
フロー図、 第７図は差動クロックネットの配線規則を示す説明図、 第８図（ａ）、（ｂ）Ｊよび（Ｃ）は隣接かつ平行な配
線エレメントの組を抽出する処理方法の原理を示す図で
ある。 １〜４・・・ピン、５・・・配線エレメント、６・・・
配線エレメント、１２・・・配線エレメント、工４・・
・配線エレメント、１８・・・配線エレメント、２４・
・・配線エレメント、４０・・・配線設計ファイル、４
１・・・基板情報ファイル、４２・・・チエツクシステ
ム本体、４３゜４４・・・パターントレース用テーブル
、４５・・・プリンタ装置、５０．５１　・・・パター
ントレース用テーブル、７０・・・正信号線、７１・・
・負信号線、８０．８１・・・中継孔、Ａ、　Ｂ・・・
ネット、ＴＩ・・・平行区間開始点、Ｔ２・・・平行区
間終了点。 代理人　弁理士　筒　井　大　和 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．配線基板上において高周波信号を正信号と負信号と
   に分離した信号線を有する差動クロックネットに対して
   、配線パターンおよび孔等の座標情報とともにネット内
   のピンの属性およびピンの結線順序を格納する配線設計
   ファイルと、配線エレメントのトレースを指示するネッ
   ト毎のパターントレース用テーブルとを有し、各ネット
   の配線エレメント毎に座標値を上記配線設計ファイルの
   結線順序にしたがってトレースする手順と、上記パター
   ントレース用テーブルより隣接かつ平行条件を満たす配
   線エレメントの組のみを抽出し該配線エレメントの層変
   更に使用される中継孔の座標の妥当性を判定する手順と
   、該配線エレメントの平行区間開始点と平行区間終了点
   とを接続順序にしたがって抽出する手順とを含む配線パ
   ターンのチェック方式。