JPH03250264A - 配線規則を考慮した自動配線方法 - 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〕 本発明はプリント基板設計システムに関し特に配線規則
エラーを未然に防ぐ自動配線方法に関するものである。

〔従来の技術〕

プリント基板に搭載する部品の高速化、高密度化に伴い
、装置を安定して動作させるためには、ネットの配線長
制約等の配線規則を厳守する必要がある。一方、プリン
ト基板の設計作業、特に大規模論理装置用のプリントパ
ターン設計は、設訂期間や工数面より自動配線プログラ
ムを使用することが必須となっている。

この為、自動配線プログラムにおける配線規則の考慮が
重要となっている。配線長を考慮した、自動配線方法と
しては特開昭６３−３１１９２号公報に記載されている
「プリント板の配線方法」が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来技術による自動配線方法は配線すべき２つの信
号点間の傾きを求め傾きの類似する信号点間をひとつの
グループとし、グループごとに各層へ割り振り、各ネッ
トの迂回を削減しようというものである。しかし、この
方法では配線規則エラーの発生しやすさ（配線規則上の
制約長に対する、配線長の余裕度）が考慮されていない
こと、配線規則上の制約としての最小配線長を考慮して
いない等の問題がある。

本発明の目的は、配線規則を考慮した５高速動作するプ
リント基板のプリントパターン設計を容易化し開発期間
の短縮を行う自動配線方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、ネット情報を格納した設計
情報ファイルから配線パターン情報を作成する計算機に
よる自動配線プログラムにおいて上記設計情報ファイル
からネット情報を読み出しネットの各信号点間の最短距
離を算出し、該最短距離と予め設定されているプリント
パターンの平均迂回情報と分岐によるプリントパターン
の平均短縮情報をもとにプリントパターン長を推定する
第１の段階と、該推定されたプリントパターン長が配線
規則の制約長を満足するか、否かを判定する第２の段階
と、配線規則により決まっている制約長を満たさない場
合、分岐可否および、プリントパターンの配線長制約の
最小値と最大値を決める第３の段階と上記第３の段階に
より決められた分岐可否と配線長制約を守ってプリント
パターンの経路を決める第４の段階とから成り、上記の
段階を順に実行するようにしたものである。

〔作用〕

自動配線プログラム実行後に、配線規則エラーとなる原
因は下記の２項目である。

〈配線規則エラーと成る原因〉 ■　プリントパターンが迂回し、信号点間の最短距離よ
りも長くなる。

■　プリントパターンの分岐により、配線規則上のプリ
ントパターン長が、信号点間の最短距離よりも短くなる
。

２項目の原因とも、プリントパターンの配線長に対する
ものであり、この配線長を自動配線でコントロールする
ことにより配線規則エラーとならない、プリントパター
ンを得ることができる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図から第６図により具体的
に説明する。

第１図は本発明における自動配線コンピュータシステム
の構成図である。設計情報ファイルｌはプリント基板上
の接続すべき信号点（部品ピン等）の集まりであるネッ
ト情報（信号点の座標、ピン仕様など）を格納した磁気
ディスク上にあるファイルである。配線規則ファイル２
は配線規則上の制約配線長および、プリントパターンの
平均迂回率と配線パターンの分岐による平均短縮長の情
報を格納したファイルである。自動配線システム３は設
計情報ファイル１のネット情報により、プリントパター
ンを決定するプログラムである。配線規則考慮ブロック
４はネット単位で配線規則対策情報を作成するブロック
である。プリントパターン決定ブロック５は設計情報フ
ァイル１を入力し。

ネット単位にプリントパターンを決めるブロックである
。配線規則対策情報ファイル６は配、ｓ、ｉ則対策情報
である、分岐可否、制約配線長をネット単位に格納した
ファイルである。配線パターンファイル７は決定さ九た
プリントパターン情報（ライン、パッド六等）を格納し
たファイルである。

ここで配線規則対策情報ファイル６は磁気ディスク上又
は、図示されない処理装置のメインメモリ上に作成さ九
る。

自動配線システム３は先ず設計情報ファイル１より１ネ
ット分の信号点情報を取り出す。次に取り出した信号点
情報を配線規則考慮ブロック４にて接続区間単位に分割
し、各接続区間の距離と配置１ＡＭ則ファイル２の情報
により配線規則対策が必要か否かの判定を行い必要であ
れば配線規則対策情報を作成し配線規則対策情報ファイ
ル６に出力する。次にプリントパターン決定ブロック５
にで配線規則対策情報ファイル６の情報を用いてプリン
トパターンを決定し配線パターンファイル７に出力する
。

第２図は第１図の配線規則考慮ブロック４とプリントパ
ターン決定ブロック５の処理フローである。ここでステ
ップ１から３は配線規則考慮ブロック、ステップ４はプ
リントパターン決定ブロックの処理である。

第３図は第１図の設計情報ファイル１上に格納されてい
るプリント基板上の一般的なネット構成を示した図であ
る。ネットは信号源であるソースピン８（以下Ｓピンと
言う）と負荷であるシンクピン９．１０　（以下にピン
と言う）と終端抵抗ピン１１（以下Ｔピンと言う）から
構成される。ネット情報としては、信号点のＸ、Ｙ座標
およびソース／シンク／終端抵抗の区分（ピン仕様）で
ある。

以下第３図に示すネットを例とし、第２図の処理フロー
に従い本発明の動作を詳細に説明する。

（１）　ステップ１ニブリントパターン長推定第１図の
設計情報ファイル１よりネットを構成する信号点情報を
１ネット分読み込む。ここで読み込まれた１ネット分の
信号点は、第３図に示すようになっているとする。高速
論理では、ソース。

シンク、終端抵抗の順にシリアル配線（−筆書き）され
る。この為同じピン仕様がある場合、接続順序を決める
必要があり、この接続順序は、全体のプリントパターン
長が短くなる様に決められる。

第３図の場合、シンクピン９→１０の順となりシンクピ
ン９をに１ピン、シンクピン１０をに２ピンと呼ぶこと
にする。次に各信号点間の最短配線長を直角距離として
求める。ここで直角距離とは、第４図に示すように１部
品ピン１３と１２の距離をＸ方向とＹ方向の距ａｌｌｉ
（座標差）を用いて求めたものである。第３図の例では
、Ｓピン８トに１ピン９間、に１ピン９とに２ピン１０
間、に２ピン１０とＴピン１１間の直角距離を計算し、
それぞれｆｌ　ｓｘ＋　ｔ　ｆｌ　ＸｌＫ１　Ｑ　＋ｃ
ｚＴと表わしこれを最短配線長とする。

次に、各信号点間のプリントパターン長を平均迂回率と
配線パターンの分岐による平均短縮長により下式にて推
定する。

推定プリントパターン長（ｗａｘ）　＝最短配線長×平
均迂回率 推定プリントパターン長（ｗｉｎ）　＝最短配線長−平
均短縮長 ここで平均迂回率とは 迂回率＝接続区間のプリントパターン長÷接続区間の最
短配線長 であり過去の自動配線結果から容易に求めることができ
るもので、予め自動配線システム内に設定しておく。又
、配線パターンが分岐すると、第５図に示すようにソー
ス１４とシンク１５間のプリントパターン長は物理的に
はＱ＋ΔＬであるが配線規則上はＱと短くなる。この短
くなったΔＬの平均を平均短縮長と呼び、この値も過去
の自動配線結果により、容易に求めることができるもの
でシステム内に予め設定しておく。以上のようにして求
めた。第３図の接続区間の推定プリントパターン長（−
ａｘ）をＱ’ＳＫ”ｌ　、　ｕ：：ｘｚ　、　ＱＨＩＴ
推定プリントパターン長（ｍｉｎ）をＱｓｘｌ、　　Ｒ
ｘ＋ｘｚ　、　　ＱＫ＊ｒとする。

（２）　ステップ２：配線規則対策要否判定ステップ１
で求めた、推定プリントパターン長（ｍａｘ、　ｗｉｎ
）を第１図の配線規則ファイル２に定義されている配線
規則上の制約長をつき合わせて、配線規則対策要否を決
定する。詳細を以降に示す。

プリント基板の配線規則制約のうち、自動配線で守る必
要のある項目は、下記の２項目である。

■　ロードスペーシング： シンクとシンク間のプリントパタン長≧制約長Ｌ１ ■　ネット長： ソースと最終シンク間のプリントパターン長≦制約長Ｌ
２ なお、ロードスペーシングとはネットに複数の負荷があ
るとき、先の負荷による信号波形の歪の影響を避けるた
めに次の負荷との間に一定の時間即ち一定の距離を設け
ることをいう。第３図の例では、ロードスペーシングは
、Ｋ□ピン９とに２ピン１０の間に対する制約であり、
ネット長はＳピン８とに２ピン１０間に対する制約であ
る。前述の配線規則制約を第３図の例にあてはめると。

（バご＋パ；÷２）〉制約長Ｌ２、あるいはパ濤〈制約
長り、の時に配線規則制約要と判定される。

ここで制約長りいは４０から５０ｍ１＋、制約長Ｌ２は
２００から３００ｍｍ程度である。

（３）　ステップ３：配線規則対策情報作成配線規則対
策情報作成としては、ロードスペーシングに対する作成
を行い、次にネット長に対する作成を行い最後に接続区
間への割りっけを行う。

（ｉ）　　ロードスペーシングに対する対策情報作成 ケースＡ：推定プリントパターン長（ｗｉｎ）　＋平均
短縮長≧制約長Ｌ１の場合。分岐不可。

配線長制約なしとする。

ケースＢ：推定プリントパターン長（ｗｉｎ）　＋平均
短縮長く制約長Ｌ１の場合。分岐不可。

最小配線長二制約長Ｌ１．最大配線長二制約長なしとす
る。

（ｉｉ）　　ネット長に対する対策情報作成分岐可、最
小配線長＝制約なし、最大配線長＝制約長Ｌ２とする。

（ｉｉｉ）　　接続区間への制約情報の割りつけネット
長、ロードスペーシングに対する制約を各接続区間毎に
矛盾しないように分岐可否。

配線長を割りつける。

例えば、第３図のネットでネット長、ロードスペーシン
グとも満たさない場合の制約は第６図のようになる。以
下第６図の例により、具体的に説明する。

Ｋ１ピン９とに２ピン１０間の制約は、分岐不可。

最小配線長＝制約長し工と、一義的に決まる。最大配線
長については、Ｋ□ピン９とに２ピン１０間に対しては
、不要であるが、Ｓピン８からに２ピン１０間に対し最
大配線長制約があるため決める必要があり、最大配線長
＝最小配線長子αとする。

このαは余裕値であり、通常５ＩＩｌ！１程度である。

次にＳピン８とに２ピン１０間について述べる。この信
号点間は分岐可であるが、Ｋ１ピン９とに２ピン１０間
で分岐不可となっているため、Ｓピン８とに２ピン１０
間で分岐可となるのは矛盾する。

このためＳピン８とに２ピン１０間も分岐不可とする。

Ｓピン８とに２ピン１０間の制約は、Ｋ１ピン９とに２
ピン１０間が、前述により決まっているため、Ｓピン８
とに１ビン９間を決めれば良い。

Ｓピン８とにエビ２９間の制約は、分岐不可、最小配線
長＝制約長なし、最大配線長＝制約長Ｌ２−制約長Ｌ１
−αとなる。このようにして決められた分岐可否、最小
配線長、最大配線長を第１図の配線規則対策情報ファイ
ル６へ出力する。

（４）　ステップ４ニブリントパターン決定第１図の配
線規則対策情報ファイル６から、分岐可否、配線長制約
を読込み、下記によりプリントパターンを決める。

ケースＡ：対策情報なしの場合６ 公知である自動配線アルゴリズム（迷路法。

線分探査法など）でプリントパターンを決定する。

ケースＢ：分岐不可でかつ、配線長制約なしの場合。

公知である自動配線アルゴリズムで、分岐不可としプリ
ントパターンを決定する。

ケースＣ：最小配線長制約なし、最大配線長制約ありの
場合。

公知である、自動配線アルゴリズムでプリントパターン
経路を決めた後、その配線長が最大配線長以内であるか
チエツクし、超えている時は、その経路を削除し、最大
配線長を満たす経路が見つかるまで処理を繰り返す。

ケースＣ：最小配線長制約でありの場合。

公知である自動配線アルゴリズム「特公昭６３−１３１
７７：プリント基板配線方法」に示す、迂回配線を使用
してプリントパターンを決める。

以上のようにして決定したプリントパターンを第１図の
配線パターンファイル７へ出力する。

以上述べたように、本実施例によれば、自動配線システ
ムで守るべき配線規則である、ネット長およびロードス
ペーシングを考慮したプリントパターンを決めることが
できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、配線規則エラーの
起る可能性の高いネットを自動で摘出後、エラー内容に
対応した配線規則対策情報を作成し、この対策情報を守
って自動配線することにより配線規則エラーを未然に防
ぐことができる。このため、高速動作の必要なプリント
基板のプリントパターン設計を容易に行うことができ、
開発期間短縮に大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である配線規則考慮自動配線
コンピュータシステムの構成図、第２図は本発明の配線
規則考慮処理の流れを概略的に示すフローチャート、第
３図はプリント基板上のネットの一例を示す図、第４図
は直角距離を説明した図、第５図は配線パターンの分岐
によるプリントパターン長短縮を説明するための図、第
６図は第３図のネットに対し２つの配線規則対策情報が
与えられた場合の例を示す図である。 １・・・設計情報ファイル、２・・・配線規則ファイル
、３・・・自動配線システム、 ４・・・配線規則考慮ブロック、 ５・・プリントパターン決定ブロック。 ６・・・配線規則対策情報ファイル、 ７−・配線パターンファイル、 ８・・信号点（ソースピン）、 ９・・・信号点（シンクピン）、 １０・・信号点（シンクピン）、 １１・信号点（終端抵抗ピン）、 １２・・信号点（部品ピン）、 １３・・信号点（部品ピン）。 １４・・・信号点（ソースピン）。 １５・・・信号点（シンクピン）。 １６・・・信号点（終端抵抗ピン）。 算 ２ 図 品 嶌 ワ 嶌 杢 図 直角距離＝１χ十ｌぴ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ネット情報を格納した設計情報ファイルから配線パター
   ン情報を作成する計算機による自動配線プログラムにお
   いて上記設計情報ファイルからネット情報を読み出しネ
   ットの各信号点間の最短距離を算出し、該最短距離と予
   め設定されているプリントパターンの平均迂回情報と分
   岐によるプリントパターンの平均短縮情報をもとにプリ
   ントパターン長を推定する第１の段階と、該推定された
   プリントパターン長が配線規則の制約長を満足するか、
   否かを判定する第２の段階と、配線規則により決まって
   いる制約長を満たさない場合、分岐可否および、プリン
   トパターンの配線長制約の最小値と最大値を決める第３
   の段階と上記第３の段階により決められた分岐可否と配
   線長制約を守ってプリントパターンの経路を決める第４
   の段階から成り、上記の段階を順に実行することにより
   配線規則エラーを未然に防ぐことを特徴とする自動配線
   方法。