JPH0770598B2 - 半導体集積回路装置の配線方法 - Google Patents

半導体集積回路装置の配線方法

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JPH0770598B2 JP61063215A JP6321586A JPH0770598B2 JP H0770598 B2 JPH0770598 B2 JP H0770598B2 JP 61063215 A JP61063215 A JP 61063215A JP 6321586 A JP6321586 A JP 6321586A JP H0770598 B2 JPH0770598 B2 JP H0770598B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、ビルディング・ブロック方式或いはジェネラ
ル・セル方式の半導体集積回路装置において、回路ブロ
ック間の結線経路をコンピュータを用いた自動配線処理
により決定する配線方法に関する。
(従来の技術) ビルディング・ブロック方式或いはジェネラル・セル方
式の半導体集積回路装置は、論理機能や記憶機能の回路
を一般的には矩形をなす回路ブロックと称される領域に
構成し、複数の回路ブロックをチップ内に配置して、各
回路ブロック間を配線することにより所望の回路動作を
得るものである。回路ブロックとしては、RAM/ROM,PLA,
ALU,CPU或いはポリセルで構成されるものを自由に取扱
うことができる。この方式により、複雑且つ大規模な回
路システムを比較的簡単に半導体集積回路装置として実
現できる。
第7図は一般的なビルディング・ブロック方式或いはジ
ェネラル・セル方式による半導体集積回路チップの概略
構成を示す。チップ上は、素子領域である複数の回路ブ
ロック1,各回路ブロック間にある配線領域2,および周辺
に設けられた入出力回路領域3に分けられている。配線
領域2は各回路ブロック1の入出力端子間の結線を行う
配線を設ける領域である。配線には通常2層の金属配線
が用いられ、横方向(水平方向)と縦方向(垂直方向)
にそれぞれ別の層が割当てられる。
この様な半導体集積回路装置において、コンピュータを
用いた自動配線処理により配線レイアウトを決定すると
きには、配線領域の面積を最小にし、また各配線長を最
小にすることが目的となる。その様な自動配線手法とし
ては、迷路法や配線探索法によるものと、配線領域を複
数のチャネルに分割して各チャネル毎に配線を決定して
いくチャネル配線法を利用するものが代表的である。前
者は、配線領域をチャネルに分割する必要がなく、また
直角多角形状の回路ブロックにも容易に対応できるが、
未配線が生じたり、多大の計算処理時間を必要とする、
という難点がある。これに対し、後者のチャネル配線法
によるものは、殆ど100%の配線率が達成できるという
利点を有する。但しこの手法では、各チャネルを一定の
順序に従って独立に配線処理していくために、チャネル
とチャネルが交差する領域に、配線に有効に利用されな
い領域が残り、その結果として集積度を効率的に上げる
ことができない、という難点があった。
このチャネル配線法の問題点を、第8図を用いてより具
体的に説明する。第8図(a)では、回路ブロック1〜
5に対して配線領域が4つのチャネルA〜Dに分割され
ているところを示し、各チャネルに従来のチャネル配線
法で配線処理を行った時の配線状態を示している。チャ
ネルA〜Dのそれぞれで見る限りでは最小のトラック数
で配線が実現されている。もし、チャネルA〜Dを全て
併合した領域で配線を最適化すれば、実際には第8図
(b)に示すように配線することが可能な筈であり、こ
れにより、チャネルDのトラック数は4本から1本に減
少可能である。ところが各チャネルの配線処理を一定の
順序で独立に行う従来のチャネル配線法では、第8図
(b)のような配線はできず、どうしても第8図(a)
のようになる。これは、チャネル配線法の次のような性
質、即ち“上下(左右)辺の位置の定まった端子と左右
(上下)辺の位置不確定の端子を、水平,垂直方向の線
分で配線し、配線チャネルの幅(トラック数)および位
置不確定の端子の位置は配線終了後に決定される”とい
う性質のためである。より詳しく説明すれば、先ず配線
領域のチャネル分割法は、回路ブロック1と回路ブロッ
ク2間のチャネルAについて見ると、その下側の短辺が
破線で示すように回路ブロック1の下側の辺に一致する
ように定められる。これは、回路ブロック1と2の対向
する辺にある全ての端子位置をカバーするためである。
チャネルB,Cについても同様にしてその短辺が破線で示
されるように定められる。次に第8図のように分割され
たチャネルに配線処理を行う場合、チャネルDの配線処
理はチャネルA,B,Cの配線処理が終了した後に行わなけ
ればならない。何故なら、例えばチャネルAについて
は、配線処理を行って初めてそのトラック数即ちチャネ
ル幅が決まり、またチャネルDに接する短辺に出る端子
位置が決まり、チャネルB,Cも同様であって、これらが
決まらない限りチャネルDの配線処理ができないからで
ある。これは、配線の順序制約と呼ばれる。こうしてチ
ャネル配線法では、チャネルA,B,Cの配線処理を行った
後にチャネルDの配線処理を行うため、第8図(a)に
示すように各チャネルの交差部に無駄な領域を生じるこ
とが避けられないのである。
(発明が解決しようとする問題点) 以上のように従来のチャネル配線法では、配線領域の利
用効率が悪く、配線領域の面積が増大し、チップの集積
度を十分に上げることができない、という問題があっ
た。
そこで本発明は、この様な問題を解決したチャネル配線
法による半導体集積回路装置の配線方法を提供すること
を目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明は、チャネル配線法により各チャネルに対して順
次配線処理を行って各回路ブロック間の結線を行うに際
し、所定のチャネルについて配線処理を行った後、この
チャネルに隣接して既に配線処理されたチャネルがある
場合にそれらのチャネルを併合して、この併合されたチ
ャネル領域内で前記所定のチャネルについて再配線する
後処理を行う。即ち、併合された新しいチャネル領域内
で現チャネルのトラックの割当て結果を変更して、その
結果空になったトラックを消去して現チャネルのチャネ
ル幅を圧縮するという処理を付加する。
(作用) 本発明によれば、従来のチャネル配線法を基本としなが
ら、あるチャネルにつき配線処理した後に、そのチャネ
ルに後処理を施して既に配線処理済みのチャネルとの交
差部の配線の最適化を行うことにより、この配線領域の
効果的な利用が可能になる。これにより、殆ど100%の
配線率が達成できるチャネル配線法の利点を生かしなが
ら、配線領域の有効な圧縮が可能になる。
(実施例) 以下本発明の実施例を説明する。
第2図は、ビルディング・ブロック方式或いはジェネラ
ル・セル方式による回路ブロックの配置と配線領域のチ
ャネルへの分割を示したものである。図では、回路ブロ
ック1〜4に対して、配線領域をC1〜C7のチャネルに分
割している。チャネル配線法を用いて配線する手法で
は、この様な複数のチャネルをそれぞれ配線することで
ブロック間の結線が実現される。但しこのとき、複数の
チャネルを配線処理していく順番は自由ではなく、先に
述べたように順序制約がある。第2図において、チャネ
ルC6を考えると、破線で示された短辺上の幹線引きだし
位置は前もって固定されている訳ではなく、このチャネ
ルC6の配線処理後に決定される。従ってこのチャネルC6
の破線で示した短辺を共有するチャネルC5或いはC3は、
チャネルC6の配線処理後に処理されるべきであり、この
順序が逆になることは許されない。この様な順序制約を
表現するために、順序制約グラフが用いられる。
第3図は、第2図のチャネルC1〜C7の順序制約グラフを
示している。図の矢印が、チャネルの配線処理の順序付
けを表現している。矢印で示される順序が逆転しない範
囲では、いずれのチャネルを先に配線処理するかは自由
である。即ちチャネルC1とC6はいずれが先でもよい。同
様にチャネルC4とC7はいずれが先でもよい。具体的には
例えば、C6→C5→C4→C7→C1→C2→C3のような順序で配
線処理を行う。この基本的な配線処理手順は従来と同様
である。
本発明ではこの配線処理に加えて、各チャネルの配線処
理終了後に、配線処理済みの隣接チャネルを併合した領
域で再度配線の最適割付けを行う。
つまり本発明では、各チャネルの配線処理が以下の4段
階で構成され、この順序で処理される。
(1)通常の配線処理を行う。
(2)配線終了後に、そのチャネルに隣接したチャネル
で、且つ既に配線処理されたものを認識し、それらのチ
ャネル領域を現チャネルと併合させた領域を作成する。
(3)(2)で作られた新しいチャネル領域内で現チャ
ネルの幹線の再割当てを行う。このとき、現チャネルの
配線領域幅が最小になるように考慮する。
(4)その結果、空きになった現チャネルのトラックを
消去し、幹線移動の結果変更された隣接チャネルの配線
結果を再登録する。
第4図は上述の動作のフローチャートである。スタート
後、先ず全てのチャネルが配線終了したか否かの判定を
行う(J1)。未配線のチャネルがあれば、それらの中か
ら順序制約を満たすチャネルの取出しを行う(J2)。こ
のステップJ2で取出されたチャネルを例えばAとする。
次にチャネルAの配線処理を行う(J3)。これが前記
(1)の処理である。その後、チャネルAに隣接したチ
ャネルで配線終了したものがあるか否かの判定を行う
(J4)。このステップJ4の処理は、隣接するチャネルで
あって且つ配線処理済みのチャネルを探索するものであ
るから、対象が限定されており、例えば第5図および第
6図に示されるように、順序制約グラフにおいてチャネ
ルAに矢印が入るチャネルを探索すればよい。このステ
ップJ4でチャネルが見付からない場合はステップJ1に戻
り、未配線の別のチャネルの取出し、配線処理を繰返す
ことになる。ステップJ4で探索されたチャネルを例え
ば、B1,B2,…,Bnとするとき、次に、チャネルAと、B1,
B2,…,Bnを併合した領域C C=AU(B1UB2…UBn) の認識を行う(J5)。これが前記(2)のステップであ
る。次に新たな領域Cを用いて、チャネルAの最適な幹
線割当てを行う(J6)。これが前記(3)である。その
後、不要になったチャネルAのトラックを消去し
(J7)、続いて変更されたチャネルB1,B2,…,Bnの配線
結果の再登録を行う(J8)。これが前記(4)のステッ
プである。この後、ステップJ1に戻るループを全チャネ
ルの配線が終了するまで実行して、ブロック間の配線終
了(END)となる。
第1図(a)(b)は本発明による配線法の具体的な実
施例とその効果を説明するための図である。第1図
(a)は、チャネルAの単独の配線処理が終了した直後
の状態を示している。既に述べたようにチャネルB1,B2,
B3は順序制約によりチャネルAより先に配線処理されて
いる。この例では、チャネルA,B1,B2,B3のそれぞれは必
要最少限のトラック数で配線されている。しかし、チャ
ネルB1,B2,B3とチャネルAを全体として見た場合、明ら
かに配線は最適化されていない。例えば回路ブロック1
の右辺端子から回路ブロック2の下辺端子までの配線に
チャネルAのトラック上の幹線t3が用いられている。こ
のようになる理由は、回路ブロック1の端子をチャネル
B1の外部に引出す配線の位置が、先ずチャネルB1の配線
処理において破線で示す短辺(チャネルAとの境界)上
での位置として決定され、その後のチャネルAの配線処
理においてこの位置が端子として認識されて幹線t3が決
められるからである。回路ブロック3の端子からチャネ
ルB2を通り、チャネルAの幹線t4を通ってチャネルB1に
つながる配線、またチャネルB3からチャネルAの幹線t5
を通って回路ブロック1の下辺端子に入る配線について
も同様である。
これに対し第1図(b)は、チャネルAの配線処理後に
チャネルAとチャネルB1,B2,B3を併合して、この併合さ
れた領域でチャネルAの幹線の割当てを変更した状態を
示している。このようにチャネルAとチャネルB1,B2,B3
の境界を取払って併合された領域でチャネルAの幹線割
当てを見直せば、幹線t3,t4,t5,t6をそれぞれ図示のよ
うにチャネルB1,B2,B3内を通るように変更することがで
きる。この結果、幹線t3,t4,t5,t6が占有していた3本
のトラックはチャネルAから消去され、第1図(a)で
4本あったトラックが第1図(b)では1本に減少す
る。
こうしてこの実施例によれば、チャネルの交差部分での
効果的な配線領域の使用が可能になる。
なお本発明は上記した実施例に限られるものではなく、
その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施すること
ができる。
[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、高速処理が可能なチ
ャネル配線法を基本としてこれに後処理を付加すること
により、配線領域の面積の削減が可能になり、ビルディ
ング・ブロック方式或いはジェネラル・セル方式の半導
体集積回路チップの集積度向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)(b)は本発明の実施例による回路ブロッ
ク間の配線領域の配線図、第2図はビルディング・ブロ
ック方式或いはジェネラル・セル方式による回路ブロッ
クの配置と配線領域のチャネル分割を示す図、第3図は
第2図のチャネルの配線順序制約グラフを示す図、第4
図は本発明の実施例の処理フローを示す図、第5図およ
び第6図は隣接チャネルとその配線制約グラフを示す
図、第7図はビルディング・ブロック方位方式或いはジ
ェネラル・セル方式の半導体集積回路の一般的な構成を
示す図、第8図(a)(b)は従来のチャネル配線法に
よる配線例とこれの改良例を示す図である。 A,B1〜B3,C1〜C7……チャネル、t1〜t6……幹線。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板に複数の回路ブロックを配置
    し、各回路ブロック間の配線領域を複数のチャネルに分
    割して、コンピュータを用いたチャネル配線法により各
    チャネルに対して順次配線処理を行って各回路ブロック
    の入出力端子間の結線を行う配線方法において、所定の
    チャネルについて配線処理をした後、このチャネルに隣
    接して既に配線処理されたチャネルがある場合にそれら
    のチャネルを併合して、この併合されたチャネル領域内
    で前記所定のチャネルについて再配線する後処理を行う
    ことを特徴とする半導体集積回路装置の配線方法。
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