JPH06215071A - クロック配線設計装置 - Google Patents

クロック配線設計装置

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JPH06215071A
JPH06215071A JP5004474A JP447493A JPH06215071A JP H06215071 A JPH06215071 A JP H06215071A JP 5004474 A JP5004474 A JP 5004474A JP 447493 A JP447493 A JP 447493A JP H06215071 A JPH06215071 A JP H06215071A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 クロックスキュウの低減。 【構成】 クロックネット検出手段103と、クロック
ネット内のソース側の端子から最も離れた位置にあるロ
ード側の端子までの配線を行なう幹線配線手段104
と、幹線または支線の配線経路上の点でソース側の端子
からその点までの一筆書きの経路長と配線末終了のロー
ド側の端子からその点までの距離の和が幹線長に等しく
なるような点を配線の中継点として求める中継点検出手
段105と、中継点とロード側端子との間を配線する支
線配線手段106とを有しているクロック配線設計装
置。 【効果】 クロック周期の短縮に不可欠なクロックスキ
ュウの低減に効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、LSI,PWB等の内
部におけるクロック配線の設計を行うクロック配線設計
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】LSIやプリント配線基盤(PWB)の
内における配線単位(ブロック)、例えばPWBではI
C等の配置設計を行うCADにおいては、信号のスキュ
ウが重要な設計要素となる。特に、スキュウ制限の厳し
いクロックネットでは格別である。
【0003】例えば、図2に示すような論理接続関係に
おいて、クロックドライバであるブロック201の出力
端子N01(クロック端子)とブロック202〜206
のそれぞれの入力端子H02〜H06およびクロックド
ライバであるブロック207の出力端子N07(クロッ
ク端子)とブロック208〜212のそれぞれの入力端
子H08〜H12がクロックネット213および214
で結ばれている場合、先ず自動配置プログラム等によっ
てブロック201〜212が図3に示すように配置され
たとする。ここでは簡単のためブロックの物理的な大き
さが同じであるものとしているが、必ずしもこれに限定
されなくてもよい。
【0004】次に、クロック配線設計が行われるが、従
来は、クロックネットのクロックスキュウを意識するこ
となく、端子間の接続関係を表わす論理接続情報のみに
基づいて配線処理を行うのが一般的であった。図2およ
び図3の例では、クロックネット213および214の
各端子について、出力,入力を意識することなく、例え
ば最短経路で配線することにより図受4に示すような配
線経路215,216を得ていた。また、クロックスキ
ュウを低減する(意識する)必要がある場合には他のネ
ットの配線に先だってクロックネットの配線パターンを
人手で作成する等していた。これらの技術については、
例えば「論理装置のCAD」(情報処理学会 昭和56
年 3月20日発行)に記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のクロッ
ク配線設計方式では、論理接続情報のみに従って配線を
行なうため、スキュウに制約のあるクロックネットのク
ロックスキュウが大きくなって制約を満足しなくなり回
路が正常に動作しなくなる場合がある。
【0006】さらに、クロックスキュウを低減する必要
があるクロックネットの配線パターンを人手で作成する
場合にもその作業は多大な工数を必要とするという欠点
があり、特に回路の大規模化に伴いそれらのクロックネ
ットも増加する傾向にあるためその工数もそれにつれて
急激に増加している状況にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の装置は、複数の
ブロックがクロックドライバからクロックの供給を受け
るLSI,PWB等におけるクロック配線設計装置にお
いて、前記ブロック間の接続情報およびブロックの中間
配置結果を反映した配線領域を入力する入力手段と、ク
ロックドライバの名称の指定あるいはネット名の指定等
によって指定された、スキュウを小さくする必要のある
クロックネットを検出するクロックネット検出手段と、
上記クロックネット検出手段によって検出されたクロッ
クネットの前記接続情報と配線領域上でのクロックネッ
ト内端子位置を基に、クロックネット毎にクロックネッ
ト内の出力端子(クロックドライバの出力端子)から最
も離れた位置にある入力端子(F/F等のクロック入力
端子)までの配線(幹線)を行なう幹線配線手段と、前
記クロックネット毎に、幹線または既に配線が終了して
いる支線(幹線以外の配線)の配線経路上の点で、入力
端子からその点までの一筆書きの経路長と配線未終了の
ロード側の端子からその点までの距離(マンハッタン
長)の和が幹線長に等しくなるような点を、対象とする
入力端子とネット内既配線(配線済みの幹線および支
線)との配線の中継点として求める中継点検出手段と、
前記クロックネット毎に、前記中継点検出手段により求
められた中継点とその中継点を求める対象となったロー
ド側の端子との間の配線を行なう支線配線手段とを有す
ることを特徴とする。
【0008】
【実施例】本発明の一実施例を示す図1を参照すると、
本実施例は、論理接続情報110,クロックネット指定
情報111,ブロック物理情報112,遅延時間調整用
アートワークパターン113および114を入力し、制
御手段101,入力手段102,クロックネット検出手
段103,幹線配線手段104,中継点検出手段10
5,支点配線手段106,クロックネット集合検出手段
107,遅延時間調整用アートワークパターン設置手段
108および出力手段109から構成される。本実施例
についても図2,図3を用いて説明を進めることにす
る。
【0009】先ず、クロックネット内のクロックスキュ
ウについて一般式を与える。いま、クロックネットjの
総配線長をLj 、クロックネット内の出力端子から各入
力端子iに至る最短の一筆書きの配線経路長を1i とす
ると、クロックネットj内の出力端子から各入力端子i
までの遅延時間tijはLj 、1i を引数とする増加関数
Fとして以下のように表される。
【0010】Tij=F(1i ,Lj ) そして、クロックスキュウSは、 S=max {F(1i ,Lj )}−min {F(1i
j )}となり、クロックネットj内では配線経路長1
i の差を小さくすることがクロックスキュウSを小さく
することになる。また、複数のクロックネット間では総
配線長Lj を小さくすることがクロックスキュウSを小
さくすることになる。
【0011】図2および図3において、ブロック201
〜212の1桝の縦横の長さがともに1であるとする
と、クロックネット213の配線経路215の総配線長
は32、出力端子N01からブロック206の入力端子
H06に致る最短の一筆書きの配線長は4、出力端子N
01からブロック202の入力端子H02(あるいはブ
ロック204の入力端子H04あるいはブロック205
の入力端子H05)に到る最長の一筆書きの配線経路長
は16となる。したがって、それぞれの遅延時間はF
(4,32)、F(16,32)で求められ、その差が
このクロックネット213内でのクロックスキュウであ
り、総配線長が等しいので近似敵に12α(αは定数)
となる。
【0012】また、クロックネット214の配線経路2
16の総配線長は27、出力端子N07からブロック2
08の入力端子H08に到る最短の一筆書きの配線経路
長は9、出力端子N07からブロック210の入力端子
H10(あるいはブロック211の入力端子H11ある
いはブロック212の入力端子H12)に到る最長の一
筆書きの配線経路長は15となる。したがって、それぞ
れの遅延時間の近似値は各々F(9,27)、F(1
5,27)で求められ、その差がこのクロックネット2
14内でのクロックスキュウであり、総配線長が等しい
ので近似的に6β(βは定数)となる。
【0013】さらに図2の論理接続関係に示されるよう
に、クロックネットは異なるが、ブロック206と20
8の間にはパスが存在し、クロックネット213の総配
線長は32、クロックネッタ214の総配線長は27な
ので、クロックネット間におけるクロックスキュウはma
x {F(15,27),F(16,32)}−min {F
(9,27),F(4,32)}で表される。
【0014】例えば、配線経路長1i に比べ総配線長L
i のほうが異なるクロックネット間での遅延時間差への
影響度が大で、配線経路長1i による影響が異なるクロ
ックネット間では無視できる場合には、クロックネット
間のクロックスキュウは総配線長の差に基づいて、上例
では、近似的に5γ(γは定数)で表される。クロック
スキュウ制限が厳しい場合には、この近似的に求まるス
キュウ値は必ずしも満足のゆくものとはならない。
【0015】本発明のクロック配線設計方式では、クロ
ックドライバの名称の指定あるいはネット名の指定等に
よってクロックスキュウを小さくする必要のあるクロッ
クネットがクロックネット指定情報111によって指定
されると、まず図4に示すクロックネット検出手段10
3により図2に示すクロックネット213と214が論
理接続情報110のうちから検出される。次に幹線配線
手段104は、まずクロックネット213について、ク
ロックネット213内のクロックドライバ201の出力
端子N01から最も離れた位置にある入力端子の一つH
04までの配線をブロック物理情報112および配置配
線結果情報114に基づいて行ない、図5に示すような
幹線経路217が求められる。
【0016】次に、配線の対象となる入力端子H02〜
H06のうちから先ず任意の一つ、例えば入力端子H0
3を選び、中継点検出手段105は、配置配線結果情報
(図5)に基づいて、幹線経路217上の点で出力端子
N01からその点までの一筆書きの経路長(図では1
0)と配線対象となっている入力端子H03からその点
までのマンハッタン長(格子上での配線長であり図では
6)の和が幹線配線経路長(図では16)に等しくなる
ような点を図6に示す中継点218として求める。
【0017】次に、図1に示す支線配線手段106は入
力端子H03と中継点218の間の配線を行い図6に示
す支線経路219を求める。
【0018】次に、配線の対象となる入力端子としてブ
ロック202のH02を選び、同様にして中継点検出手
段105は幹線経路217および支線経路219上の点
で出力端子N01からその点までの一筆書きの経路長と
配線対象となっている入力端子H02からその点までの
マンハッタン長の和が幹線配線経路長(図7では16)
に等しくなるような中継点220を、図7に示すように
求め、図1に示す支線配線手段106が入力端子H02
と中継点220の間の配線を行い、図7に示す支線経路
221を求める。
【0019】以下同様に、クロックネット213内の残
りの入力端子H06、H05に対しても、中継点検出手
段105による中継点の検出と支線配線手段106によ
る中継点−ロード側の端子間の支線配線を繰り返すこと
により、図8に示す中継点222、223と支線経路2
24、225を求める。その結果、図8に示すようなク
ロックネット213の配線経路223では、出力端子N
01から、全ロード側のブロック202〜206の全て
の入力端子H02〜H06に到る一筆書きの配線経路長
は全て16で等長であり、 max {F(1i ,Lj )}=min {F(1i ,Lj )}
=F(16,41)となるのでクロックネット213内
ではクロックスキュウは0となっている。
【0020】クロックネット214についても同様にし
て処理し、図4に示すような配線経路227を得る。
【0021】また、クロックネット214について、ク
ロックドライバ207の出力端子N07から、全ロード
側のブロック208〜212の全ての入力端子H08〜
H12に到る一筆書きの配線経路長は全て15で等長で
あり、 max {F(1i ,Lj )}=min {F(1i ,Lj )}
=F(15,31)となるのでクロックネット214内
ではクロックスキュウは0となっている。
【0022】次に、図2に示すようにクロックネット2
13,214のロード側のブロック206〜208間に
はパス接続があるので、図1のクロックネット集合検出
手段107がそれらのクロックネットを一つの集合とし
て求める。
【0023】ここで、本発明のクロック配線設計方式で
はクロックドライバ図10に示すように、本来のクロッ
ク出力端子位置(図ではCK′)と自動配線の対象とな
るクロック出力端子位置(図10ではCK)とを例22
9のようなアートワークパターンで接続するような構成
になっており、特にセットアートワークパターンの指定
がない場合にはすべてのクロックドライバのクロック出
力端子のディフォルトのアートワークパターン229
(図11)が設置されている。
【0024】アートワークパターンについては他に図1
1の例230〜233等に示すような付加遅延時間を持
つ複数のパターンが存在し、任意に選択設置可能となっ
ている。図9の配線結果に基づいて、図11の遅延時間
調整用アートワークパターン設置手段108は集合内の
クロックネット間のクロックスキュウを求めそれを最小
にするように各クロックドライバにアートワークパター
ンを選択設置する。
【0025】図9の例で、クロックスキュウが20ns
であったとすると、図12に示すようにクロックドライ
バ201にはディフォルトのアートワークパターン22
9、クロックドライバ207には付加遅延時間20ns
のアートワークパターン231が設置され、クロックネ
ット間のクロックスキュウが最小となる。図12が目的
とするクロックスキュウの小さいクロック配線設計結果
の例である。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、クロック
スキュウの小さい回路制約を満足するクロックネットの
配線設計結果を自動で得ることができるという効果があ
る。すなわち、今後の回路の高速化に伴うクロック周期
の短縮に不可欠なクロックスキュウの低減に効果があ
る。さらに、回路の大規模化に伴い増加する傾向にある
クロックスキュウを低減する必要があるクロックネット
の配線パターンを人手作成する場合の工数を無くす効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のブロック図である。
【図2】本発明を説明するためのブロックの論理接続関
係例を示す図である。
【図3】図2に示したブロックの論理接続関係例に対す
る自動配置プログラム等によっるブロックの配置例を示
す図である。
【図4】従来技法によって求めた配線経路例を示す図で
ある。
【図5】本発明における幹線配線手段によって得られた
幹線経路の例217を示す図である。
【図6】本発明における中継点検出手段105によりも
とめられた中継点218と、支線配線手段106によっ
て求められた視線経路の例219を示す図である。
【図7】本発明の中継点検出手段105により求められ
た中継点220と、支線配線手段106によって求めら
れた支線経路の例221を示す図である。
【図8】本発明の中継点検出手段105により求められ
た中継点222、223と、支線配線手段106によっ
て中継点222、223の間の各々の配線が行われ求め
られた支線経路の例224、225を示す図である。
【図9】本発明のクロック配線設計装置によってクロッ
クネット214について配線されて得られた配線経路の
例227を示す図である。
【図10】本発明のクロック配線設営方式で用いるクロ
ックドライバの例228の構造を示す図である。
【図11】本発明の遅延時間調整用アートワークパター
ン設置手段108により選択設置可能な複数のアートワ
ークパターンの例230〜233を示す図である。
【図12】本発明のクロック配線設計装置によるクロッ
クスキュウの小さいクロック配線設計結果の例を示す図
である。
【符号の説明】
101 制御手段 102 入力手段 103 クロックネット検出手段 104 幹線配線手段 105 中継点検出手段 106 支線配線手段 107 クロックネット集合検出手段 108 遅延時間調整用アートワークパターン設置手
段 109 出力手段 110 論理接続情報 111 クロックネット指定情報 112 ブロック物理情報 113 遅延時間調整用アートワークパターン 114 配置配線結果情報

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のブロックがクロックドライバから
    クロックの供給を受けるLSI,PWB等におけるクロ
    ック配線設計装置において、 前記ブロック間の接続情報およびブロックの中間配置結
    果を反映した配線領域を入力する入力手段と、 クロックドライバの名称の指定あるいはネット名の指定
    等によって指定された、スキュウを小さくする必要のあ
    るクロックネットを検出するクロックネット検出手段
    と、 上記クロックネット検出手段によって検出されたクロッ
    クネットの前記接続情報と配線領域上でのクロックネッ
    ト内端子位置を基に、クロックネット毎にクロックネッ
    ト内の出力端子(クロックドライバの出力端子)から最
    も離れた位置にある入力端子(F/F等のクロック入力
    端子)までの配線(幹線)を行なう幹線配線手段と、 前記クロックネット毎に、幹線または既に配線が終了し
    ている支線(幹線以外の配線)の配線経路上の点で、入
    力端子からその点までの一筆書きの経路長と配線未終了
    のロード側の端子からその点までの距離(マンハッタン
    長)の和が幹線長に等しくなるような点を、対象とする
    入力端子とネット内既配線(配線済みの幹線および支
    線)との配線の中継点として求める中継点検出手段と、 前記クロックネット毎に、前記中継点検出手段により求
    められた中継点とその中継点を求める対象となったロー
    ド側の端子との間の配線を行なう支線配線手段とを有す
    ることを特徴とするクロック配線設計装置。
  2. 【請求項2】 異なるクロックネットの入力側のブロッ
    ク間にパス接続があるようなクロックネットの集合を求
    めるクロックネット集合検出手段と、 前記クロックネット集合検出手段により求められたクロ
    ックネット集合毎に、集合内のクロックネット間のクロ
    ックスキュウが小さくなるように各クロックドライバに
    遅延時間調整用アートワークパターンを選択して設置す
    る遅延時間調整用アートワークパターン設置手段とを付
    加したことを特徴とする請求項1記載のクロックネット
    配線設計装置。
JP5004474A 1993-01-14 1993-01-14 クロック配線設計装置 Expired - Lifetime JPH07113933B2 (ja)

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