JPH05174103A - プリント基板設計ｃａｄの自動配線装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 新たに配線した線が既に存在している配線や
部品と競合している場合に、無駄な折れ点や冗長な配線
がなく、有効に競合を解決する配線を行う自動配線装置
を実現することである。 【構成】 プリント基板上の２点間の最適な配線経路を
見付けるプリント基板設計ＣＡＤの自動配線装置におい
て、配線を行うピンペアの配線経路を見付ける配線探索
部１５と、配線経路が競合を発生しないかチェックする
デザインルールチェック部１６と、競合があれば競合を
防止する処理を行って競合を解決する競合解決部１７
と、上記各部の動作を制御する制御部１４とで構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリント基板設計ＣＡＤ
の自動配線装置に関し、特に既配線又は部品と競合して
いる場合に、その競合を解決する機能を有するプリント
基板設計ＣＡＤの自動配線装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】表面実装部品を搭載したプリント配線基
板において、表面実装部品の端子ピッチは、現在５０ミ
ルが普通になってきており、更に４０ミル或いは２５ミ
ルになろうとしている。もはや複雑な表面実装基板を設
計するのに従来の手法では実施するのが困難になってお
り、ＣＡＤがなくては設計は難しい。プリント基板設計
ＣＡＤはこの表面実装部品搭載のプリント基板設計には
欠かせないものとなっている。

【０００３】このプリント基板上の配線はプリント基板
設計ＣＡＤシステムの自動配線機能を担当する自動配線
装置によって行われる。この装置において、従来の自動
配線プログラムは、配線パタンのクリアランス違反、即
ち、新しく配線しようとする経路が既に配線を決定して
いる経路の接近が許容されたクリアランス以内に入り込
む違反を起こした時に、これを解決する手法（以下、競
合解決手法という）として、押し退け機能を備えてい
る。この機能はあるピンペア（配線しようとする２個の
ピンの組）間を配線しようとした時、先に配線した既配
線が障害となって配線できない場合に、既配線を押し退
けて競合を解決する機能である。

【０００４】従来の競合解決手法の例を図１１に示す。
図において、Ａ，Ｂ及びＣ，Ｄはピンペアで、Ｃ，Ｄを
結ぶ既に配線された経路をＱ経路１とし、Ａ，Ｂを結ぶ
新たに配線する経路をＰ経路２とする。

【０００５】配線の手順は次に示す通りである。 ピンペアＡ，Ｂを結ぶ配線をしようとした場合、まず
既配線とのクリアランスエラーを考慮しないで配線を行
う（Ｐ経路）。 Ｐ経路２に対してクリアランスエラーチェックを行
う。Ｑ経路１とアース面３の間にクリアランスがなく、
Ｐ経路２とＱ経路１とは競合していることが分かる
（（イ）図）。 Ｑ経路１上のエラーを起こしている箇所の配線を途中
で切断し、競合を解決するように押し退けて新経路４に
より配線する（（ロ）図）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところでこの従来の方
法では、配線パタンの競合を解決する場合、以下に示す
ような問題があった。 競合解決手法が押し退け手法に限られているため、押
し退けに失敗した場合、即ち押し退ける余裕がない場合
は、ピンペアが未結線のまま残る。 Ｑ経路１を押し退ける場合、図１１に示すように、配
線を途中で切断して退避させるため、折れ点が増加す
る。 上記のようにＱ経路１の配線を途中で切断するため、
配線長が増加する場合がある。 既配線を押し退ける余地がない場合にも、裏面のよう
な他の層に移動して競合を解決する方法を取ることがで
きない。 Ｐ経路２又はＱ経路１にジャンパを発生させて競合を
解決する方法によることができない。

【０００７】以上のことから競合が解決される割合が少
ないのと、冗長な配線をしなければならないという問題
点がある。本発明は上記の点に鑑みてなされたもで、そ
の目的は、新たに配線した線が既に存在している配線も
しくは部品と競合している場合に、無駄な折れ点や冗長
な配線を生ぜず、又、場合に応じて有効な方法により配
線を行うプリント基板設計ＣＡＤの自動配線装置を実現
することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決する本
発明は、プリント基板上の２点間の最適な配線経路を見
付けるプリント基板設計ＣＡＤの自動配線装置におい
て、配線を行うべきピンペアの配線経路を探索して配線
経路を見付け出す配線探索部と、該配線探索部が見付け
出した配線経路に競合を発生しないかチェックしてその
有無の情報を出力するデザインルールチェック部と、競
合があればその情報に基づき既配線を同一面又は他層に
押し退け処理を行って競合を防止し、押し退け処理で解
決できない場合にジャンパの発生，飛び越し処理又は反
射処理等の何れかを選択して競合を解決する競合解決部
と、前記ピンペアの位置情報をデータベースから読み出
して前記配線探索部に供給し、見付け出された配線経路
のデータを前記デザインルールチェック部に送り込み、
該デザインルールチェック部でチェックの結果競合が発
生していればそのデータを競合解決部に供給する制御部
とで構成されることを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】制御部はデータベース１２に格納されているピ
ンペアを読み出し配線探索部にピンペアの位置情報と探
索指令を出力する。配線探索部は配線経路を見付け、制
御部を経てデザインルールチェック部に当該配線経路の
データを送る。デザインルールチェック部はクリアラン
スエラーが発生しているかどうかのチェックを行い、発
生している場合にはその情報を制御部を経て競合解決部
に送る。競合解決部は制御部の競合解決指令により同一
面内の押し退け法、他層を用いた押し退け法、ジャンパ
発生法、飛び越し法又は反射法等の適合する方法により
競合を解決する。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例の装置のブロック
図である。図において、１１はデータベース１２を内蔵
し、自動配線装置１３をサポートしている記憶装置であ
る。

【００１１】１４はデータベース１２に格納されている
配線すべきピンペアを読み出し、当該ピンペアに対する
配線経路を探索するための探索指令を出力する制御部、
１５は制御部１４の探索指令に基づき、与えられたピン
ペアの配線経路を見付ける配線探索部である。形成され
た配線経路は制御部１４を経てデータベース１２に格納
されると共にデザインルールチェック部１６に入力され
る。

【００１２】デザインルールチェック部１６は入力され
た配線探索部１５の配線結果に対してクリアランスエラ
ーが発生しているか否かをチェックする。１７はデザイ
ンルールチェック部１６で配線エラーが見付かった場合
に、制御部１４から競合解決指令を受けて、複数の競合
解決手法により配線パタンの競合解決を行う競合解決部
である。自動配線装置１３は制御部１４，配線探索部１
５，デザインルールチェック部１６及び競合解決部１７
で構成されている。

【００１３】データベース１２には、前記の配線すべき
ピンペアの他、既配線データ，クリアランス値，部品デ
ータ等の競合しない配線経路を見付けるために必要なデ
ータが格納されている。競合解決部１７で競合が解決さ
れた場合は、新しい配線経路がデータベース１２に書き
込まれる。解決に失敗した場合は、更新されない。

【００１４】次に、上記のような構成された装置の動作
を説明する。自動配線装置１３が自動配線を行う場合、
制御部１４は記憶装置１１中のデータベース１２に格納
されている配線すべきピンペアを読み出し、配線探索部
１５にピンペアの情報と共に探索指令を出力する。ピン
ペアの情報というのは通常２点の座標である。

【００１５】配線探索部１５はピンペアの位置からそれ
らを結ぶ配線経路を見付ける。この配線経路のデータは
制御部１４に送られ、制御部１４はデータベース１２に
送って格納させると共に、デザインルールチェック部１
６に送って競合の有無のチェックをさせる。

【００１６】デザインルールチェック部１６は配線探索
部１５で見付けられた配線経路にクリアランスエラーが
あるか否かのチェックを行う。エラーがなければ、制御
部１４はその旨を承知してデータベース１２に格納した
配線経路を変更せず、次のピンペアを読み出して自動配
線処理を続行する。

【００１７】クリアランスエラーが発生していた場合、
制御部１４はその情報を受けて競合解決部１７に競合解
決指令を送る。競合解決部１７は配線結果と競合解決指
令を受けて、データベース１２から近傍のピンペアの配
線結果を読み出し、以下に示す競合解決手段の何れかを
選択して解決策を作る。

【００１８】図２〜図９は競合解決部１７の行う競合解
決法の説明図である。図において図１１と同一の部分に
は同一の符号を付してある。図２〜図６はそれぞれ異な
る方法による押し退け法を示す図である。図２はＱ経路
１とＰ経路２とがｒ部分で競合しており、ｒ部分に限定
せずＱ経路１のＰ経路２に平行な部分を経路のライン分
割をしないで同一面内で移動させて、新経路４を選ぶ方
法で、この方法では折れ点の数の変化がなくてすむ。

【００１９】図３は図２と同様な競合を起こしている場
合で、障害があるために図２の例のように平行移動させ
ることができない場合に、ラインを必要最小限に分割し
て同一面内で移動させる例である。この場合、折れ点の
数を少なくすることができる。

【００２０】図４は障害を起こしているＱ経路１を同一
面内で移動させることが、例えばアース面３の存在によ
りできない場合の例で、Ｑ経路１である図形全体を他の
層（裏面）に移動して新経路４とする。この場合、Ｃ，
Ｄをスルーホールとして裏面と表面とを接続させる。こ
のように他層を使用することができて、折れ点や経路長
等を変化させないで競合を解決することができる。

【００２１】図５は図４と同様な場合で、Ｑ経路１中、
競合している該当図形のみを他層に移動させる。この場
合、スルーホールＥとスルーホールＦを設けて行う。図
６は図４，図５と同様な場合で、ラインを分割してＧＨ
区間を他層に移動させる。この場合、ＧとＨをスルーホ
ールにする。

【００２２】図７はＱ経路１と新たに配線するＰ経路２
とが直交する場合である。この場合は押し退けによる競
合の解決はできないので直交部分のＱ経路１の部分にジ
ャンパ２１を発生して競合を解決する。

【００２３】図８は部品２２の端子とｒの範囲で競合し
ている場合である。この場合は部品２２を退避させるこ
とはできないので、Ｐ経路２を部品２２の端子を飛び越
えて、変更経路２３を通過させる飛び越し配線を行う。

【００２４】図９はアース面３とＰ経路２が競合する場
合で、アース面３を動かすことができないので、現在配
線したＰ経路２をアース面３の逆方向に押し退け配線を
行う。押し退け方向が競合相手の逆方向なので、反射と
呼ぶ。

【００２５】これを纏めると、図２〜図７はＱ経路１を
修正して競合を解決する方法であり、図８〜図９は現在
配線したＰ経路２自身を修正して競合を解決する方法で
ある。

【００２６】図２はクリアランスエラー解決のための実
施例の装置の動作のフローチャートである。このフロー
チャートを用いてＰ経路の存在する間における動作の説
明をする。

【００２７】ステップ１ デザインルールチェック部１６は制御部１４から送られ
てきた配線経路が既配線経路とクリアランスエラーを起
こしているかチェックする。起こしていなければステッ
プ２に進む。起こしていればステップ３に進む。

【００２８】ステップ２ デザインルールチェック部１６はクリアランスエラーが
無い旨を制御部１４に送る。制御部１４は次のピンペア
をデータベース１２から読み出し、配線探索部１５に配
線経路を形成させ、ステップ１に戻る。

【００２９】ステップ３ クリアランスエラーを起こしている部分をｒ部分とす
る。 ステップ４ 競合解決部１７ではＱ経路１を分割しないで同一面で移
動できたかチェックする。できていればステップ５に進
む。できていなければステップ８に進む。

【００３０】ステップ５ 押し退けたＱ経路１をＰ経路２とみなして置き換え、新
経路４である新しいＰ経路に関して近傍の配線の１つと
クリアランスエラーを発生しないか、ステップ１に戻っ
てクリアランスチェックを行う。

【００３１】ステップ６ ステップ５において行った新経路４のクリアランスチェ
ックの結果、競合解決が成功していればステップ７に進
む。していなければ、ステップ８に進む。

【００３２】ステップ７ Ｐ経路２とみなした新経路４に他の近傍の配線があれ
ば、ステップ５に戻る。 ステップ８ Ｑ経路１のラインを分割して、ｒ部分のみを同一面内で
移動させて、クリアランスエラーを解決することができ
たかチェックする。できていればステップ９に進む。で
きていなければ、ステップ１２に進む。

【００３３】ステップ９ 移動させたｒ部分による新経路４をＰ経路とみなして置
き換え、新しいＰ経路に関して、近傍の配線の１つにク
リアランスエラーが発生しないかステップ１に戻ってチ
ェックする。

【００３４】ステップ１０ 新経路４のチェックの結果成功していればステップ１１
に進む。成功していなければ、ステップ１２に進む。

【００３５】ステップ１１ Ｐ経路２とみなした新経路４に他の近傍の配線があれば
ステップ９に戻る。 ステップ１２ Ｑ経路１全体を他の層に移動できたかチェックする。で
きていればステップ１３に進む。できなければステップ
１６に進む。

【００３６】ステップ１３ 移動させたＱ経路１による新経路４をＰ経路２とみなし
て置き換え、新しいＰ経路に関して、近傍の配線の１つ
とクリアランスエラーが発生しないかステップ１に戻っ
てクリアランスチェックを行う。

【００３７】ステップ１４ ステップ１３において行った新経路４のクリアランスチ
ェックの結果、競合解決が成功していればステップ１５
に進む。していなければ、ステップ１８に進む。

【００３８】ステップ１５ 新経路４に他の近傍の配線があればステップ１３に戻
る。 ステップ１６ Ｑ経路１のｒ部分を含むラインのみを他層に移動できた
かチェックする。できた場合はステップ１７に進む。で
きなかった場合はステップ２０に進む。

【００３９】ステップ１７ 移動させたｒ部分による新経路４をＰ経路２とみなして
置き換え、新経路４である新しいＰ経路に関して近傍の
他の配線の１つとクリアランスエラーを発生しないか、
ステップ１に戻ってチェックする。

【００４０】ステップ１８ ステップ１７で行った新経路４のクリアランスチェック
の結果、競合解決が成功しているかチェックする。成功
していればステップ１９に進む。成功していなければス
テップ２０に進む。

【００４１】ステップ１９ 新経路４に他の近傍の配線があればステップ１７に戻
る。 ステップ２０ Ｑ経路１のラインを分割してｒ部分のみを他層に移動で
きたかチェックする。できていればステップ２１に進
む。できていなければステップ２４に進む。

【００４２】ステップ２１ 移動させたｒ部分による新経路４をＰ経路２とみなして
置き換え、新らしいＰ経路に関して、近傍の配線の１つ
クリアランスエラーを発生しないか、ステップ１に戻っ
てチェックする。

【００４３】ステップ２２ ステップ２１で行った新経路４のクリアランスチェック
の結果、競合解決が成功していればステップ２３に進
む。していればステップ２４に進む。

【００４４】ステップ２３ 新経路４に他の近傍の配線があればステップ２１に戻
る。 ステップ２４ Ｑ経路１のラインを分割し、ジャンパ２１を発生するこ
とができたかチェックする。できていればステップ２５
に進む。できていなければステップ２８に進む。

【００４５】ステップ２５ Ｑ経路１をＰ経路２とみなして置き換え、ジャンパ２１
を伴う新経路４に関して近傍の配線の１つとクリアラン
スエラーが発生しないか、ステップ１に戻ってクリアラ
ンスチェックを行う。

【００４６】ステップ２６ ステップ２５において行った新経路４のクリアランスチ
ェックの結果、競合解決が成功していればステップ２７
に進む。成功していなければステップ２８に進む。

【００４７】ステップ２７ 新経路４に他の近傍の配線があればステップ２５に戻
る。 ステップ２８ Ｐ経路２を飛び越し形状に修正して変更経路２３とす
る。ステップ１に戻って、変更経路２３の他の配線の１
つに対するクリアランスチェックを行う。

【００４８】ステップ２９ ステップ２８において行った変更経路２３のクリアラン
スチェックの結果競合解決が成功していれば３０に進
む。していなければステップ３１に進む。

【００４９】ステップ３０ 変更経路２３に他の近傍の配線があればステップ２８に
戻る。 ステップ３１ Ｐ経路２を反射形状に修正し、変更経路２３が近傍の配
線の１つとクリアランスエラーが発生していないか、ス
テップ１に戻ってクリアランスチェックを行う。

【００５０】ステップ３２ ステップ３１で行った変更経路２３のクリアランスチェ
ックの結果競合解決が成功していればステップ３３に進
む。していなければステップ３４に進む。

【００５１】ステップ３３ 変更経路２３に他の近傍の配線があればステップ３１に
戻る。 ステップ３４ 競合が解決されなかったので、このピンペアの配線は失
敗である。ステップ１に戻って次のピンペアについて配
線経路を探索し、クリアランスエラーを見付ける等一連
の動作を続いて行う。

【００５２】ステップ３５ クリアランスエラーのすべての近傍の配線について解決
に成功したのでステップ１に戻って、次のピンペアにつ
きステップ３４と同様に一連の動作を継続して行う。

【００５３】以上説明したように本発明によれば次に示
す効果がある。 自動配線の配線率が向上した。 複数の競合解決手法を同時に使用し、配線パタンの競
合を解決することが可能になった。 競合解決手法に優先順位をつけ、プリント基板の種類
に合った競合解決を行うことが可能となった。 競合解決手法で既配線を分割しないで移動することが
可能となった。 競合解決手法で配線層を変更することが可能となっ
た。 競合解決手法でジャンパを発生することが可能となっ
た。

【００５４】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、新たに配線した線が既に存在している配線又は部
品とクリアランス違反を起こしている場合に、無駄な折
れ点や冗長な配線を防止し、有効に競合を解決する配線
を行うことができるようになり、実用上の効果は大き
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の装置のブロック図である。

【図２】配線の競合解決手法の一実施例の押し退け法の
説明図である。

【図３】配線の競合解決手法の押し退け法の他の例の説
明図である。

【図４】配線の競合解決手法の押し退け法の他の例の説
明図である。

【図５】配線の競合解決手法の押し退け法の他の例の説
明図である。

【図６】配線の競合解決手法の押し退け法の他の例の説
明図である。

【図７】配線の競合解決手法のジャンパ発生法の説明図
である。

【図８】配線の競合解決手法の飛び越し法の説明図であ
る。

【図９】配線の競合解決手法の反射法の説明図である。

【図１０】実施例の装置の動作のフローチャートであ
る。

【図１１】配線の競合解決手法の従来の方法の説明図で
ある。

【符号の説明】

１２ データベース １３ 自動配線装置 １４ 制御部 １５ 配線探索部 １６ デザインルールチェック部 １７ 競合解決部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板上の２点間の最適な配線経
   路を見付けるプリント基板設計ＣＡＤの自動配線装置に
   おいて、 配線を行うべきピンペアの配線経路を探索して配線経路
   を見付け出す配線探索部（１５）と、 該配線探索部（１５）が見付け出した配線経路に競合を
   発生しないかチェックしてその有無の情報を出力するデ
   ザインルールチェック部（１６）と、 競合があればその情報に基づき既配線を同一面又は他層
   に押し退け処理を行って競合を防止し、押し退け処理で
   解決できない場合にジャンパの発生，飛び越し処理又は
   反射処理等の何れかを選択して競合を解決する競合解決
   部（１７）と、 前記ピンペアの位置情報をデータベース（１２）から読
   み出して前記配線探索部（１５）に供給し、見付け出さ
   れた配線経路のデータを前記デザインルールチェック部
   （１６）に送り込み、該デザインルールチェック部（１
   ６）でチェックの結果競合が発生していればそのデータ
   を競合解決部（１７）に供給する制御部（１４）とで構
   成されることを特徴とするプリント基板設計ＣＡＤの自
   動配線装置。