JP5347373B2 - Semiconductor device design apparatus, design method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置の設計装置、設計方法及びプログラムに関し、更に詳しくは、アレイ状に配列される接続ピンを有する半導体装置を設計対象とする、半導体装置の設計装置、設計方法、及び、プログラムに関する。 The present invention relates to a semiconductor device design apparatus, a design method, and a program. More specifically, the present invention relates to a semiconductor device design apparatus, a design method, and a program for designing a semiconductor device having connection pins arranged in an array. About.
半導体チップでは、チップの大規模化、多機能化に伴い、BGA(Ball Grid Array)デバイスやPLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)デバイスなど、アレイ状に接続ピンを配列した多ピンのチップが主流となっている。このため、例えば半導体チップを搭載した配線基板(多層配線基板)上で、半導体チップと他の半導体チップや、抵抗、コンデンサなどの電気部品(回路要素)との接続を行う配線の設計も複雑化している。一般に、コンピュータを利用して半導体装置の設計を行うCAD(computer-aided design)システムでは、半導体チップや電気部品の回路設計が終了すると、それに基づいて配線基板の配線層数が決定され、半導体チップや電気部品の自動配置設計がなされ、それに従って回路内配線の自動配線設計が行われる。 As semiconductor chips are becoming larger and more multifunctional, multi-pin chips with arrayed connection pins such as BGA (Ball Grid Array) devices and PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) devices have become mainstream. ing. For this reason, for example, on a wiring board (multilayer wiring board) on which a semiconductor chip is mounted, the design of wiring for connecting the semiconductor chip with other semiconductor chips, and electrical components (circuit elements) such as resistors and capacitors is also complicated. ing. Generally, in a CAD (computer-aided design) system that designs a semiconductor device using a computer, when the circuit design of a semiconductor chip or an electrical component is completed, the number of wiring layers of the wiring board is determined based on the circuit design. In addition, automatic layout design of electrical parts is performed, and automatic wiring design of in-circuit wiring is performed accordingly.
回路設計や電気部品の自動配置設計が終了した半導体装置では、配線基板上での自動配線設計の段階において、BGA半導体チップと他の電気部品との配線接続が出来ないなどの事態が発生することがある。このような場合には、既に終了した半導体チップ上でのピン割当て(ピンアサイン)の変更が発生し、或いは、多層配線基板の配線層数の追加や、配線基板上での配置の変更などが発生する。このため、半導体装置の設計リードタイムが長くなり、そのQCD(Quality Cost Delivery)確保が困難になる。 In a semiconductor device for which circuit design and automatic placement design of electrical components have been completed, there may be a situation in which wiring connection between the BGA semiconductor chip and other electrical components cannot be made at the stage of automatic wiring design on the wiring board. There is. In such a case, a change of pin assignment (pin assignment) on a semiconductor chip that has already been completed occurs, or the number of wiring layers of a multilayer wiring board is added or the arrangement on the wiring board is changed. Occur. For this reason, the design lead time of the semiconductor device becomes longer, and it becomes difficult to ensure its QCD (Quality Cost Delivery).
特許文献1は、配線基板上での半導体装置の実装設計において、コンピュータを利用した自動配線技術を記載している。特許文献1の技術では、回路要素の自動配置の段階で、半導体チップや電気部品から引き出される引出し配線のための領域確保に際して、半導体チップや電気部品の実際のサイズを予め拡大しておき、その拡大した仮想サイズで配線基板上に配置する手法を採用する。この拡大では、自動配線の段階での配線ピッチの制約を考慮して、配線の引出しに際して配線の折れ曲がりが幾つ発生するかを予測している。
特許文献1の技術は、多ピンの半導体チップを搭載する配線基板における引出し配線の配置設計を行うものの、そこで考慮されているのは、配線を引き出した後に折れ曲げが幾つ発生するかである。つまり、半導体チップからどの方向に配線を引き出すかについては具体的な記載がない。半導体装置の設計では、接続ピンから配線を引き出す方向を適切に設定しないと、配線長が無駄に長くなり、このため、配線の配置効率が低下し、或いは、信号伝播に大きな遅延が発生する。更には、これらを回避するために、先に行った電気部品の自動配置の修正が必要になる。また、半導体チップのピンアサイン自体を見直す必要が生ずることもある。
Although the technique of
本発明は、CADを用いる半導体装置の設計に際して、設計の後戻りが少なく且つ効率的な配線設計や配置設計が可能な半導体装置の設計装置、設計方法、及び、プログラムを提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a semiconductor device design apparatus, a design method, and a program that allow efficient wiring design and layout design when designing a semiconductor device using CAD. .
上記目的を達成するために、本発明は、アレイ状に配列される接続ピンを有する半導体装置のための設計装置であって、
前記接続ピンの配列情報に基づいて、前記接続ピンに接続される配線の引出し方向を演算する引出し方向演算部と、
該引出し方向演算部が演算した配線の引出し方向に基づいて、同じ方向に引き出される前記配線を選定し、接続先の電気部品の情報を含む基板情報に基づいて、同じ方向に引き出される前記配線について優先順位を演算する優先順位演算部と、
該優先順位演算部が演算した優先順位に基づいて、優先順位が低い配線に接続される前記電気部品よりも、優先順位が高い配線に接続される前記電気部品を、前記半導体装置の近くに位置するように前記電気部品の配置を演算する部品配置演算部と、
を備えることを特徴とする半導体装置の設計装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a design apparatus for a semiconductor device having connection pins arranged in an array,
Based on the arrangement information of the connection pins, a drawing direction calculation unit that calculates the drawing direction of the wiring connected to the connection pins ;
The wiring drawn in the same direction is selected based on the wiring drawing direction calculated by the drawing direction calculation unit, and the wiring drawn in the same direction is selected based on the board information including information on the electrical component of the connection destination. A priority calculation unit for calculating the priority;
Based on the priority calculated by the priority calculation unit, the electrical component connected to the wiring with higher priority than the electrical component connected to the wiring with lower priority is positioned closer to the semiconductor device. A component arrangement calculation unit for calculating the arrangement of the electrical components to
An apparatus for designing a semiconductor device is provided.
本発明は、また、アレイ状に配列される接続ピンを有する半導体装置のための設計方法であって、
前記接続ピンの配列情報に基づいて、前記接続ピンに接続される配線の引出し方向を演算する引出し方向演算ステップと、
該引出し方向演算ステップで演算された配線の引出し方向に基づいて、同じ方向に引き出される前記配線を選定し、接続先の電気部品の情報を含む基板情報に基づいて、同じ方向に引き出される前記配線について優先順位を演算する優先順位演算ステップと、
該優先順位演算ステップで演算された優先順位に基づいて、優先順位が低い配線に接続される前記電気部品よりも、優先順位が高い配線に接続される前記電気部品を、前記半導体装置の近くに位置するように前記電気部品の配置を演算する部品配置演算ステップと、
を有することを特徴とする半導体装置の設計方法を提供する。
The present invention is also a design method for a semiconductor device having connection pins arranged in an array,
Based on the arrangement information of the connection pins, a drawing direction calculation step for calculating a drawing direction of the wiring connected to the connection pins ;
The wiring that is drawn in the same direction is selected based on the drawing direction of the wiring calculated in the drawing direction calculating step, and the wiring that is drawn in the same direction is selected based on the board information including information on the electrical component of the connection destination. A priority calculation step for calculating the priority for
Based on the priority calculated in the priority calculation step, the electrical component connected to the wiring having a higher priority than the electrical component connected to the wiring having a lower priority is placed closer to the semiconductor device. A component placement computation step for computing the placement of the electrical components to be positioned;
A method for designing a semiconductor device is provided.
本発明は、更に、アレイ状に配列される接続ピンを有する半導体装置を設計するCAD装置のためのプログラムであって、コンピュータに、
前記接続ピンのピン割当て情報に基づいて、前記接続ピンに接続される配線の引出し方向を演算する引出し方向演算ステップ、
該引出し方向演算ステップで演算された配線の引出し方向に基づいて、同じ方向に引き出される前記配線を選定し、接続先の電気部品の情報を含む基板情報に基づいて、同じ方向に引き出される前記配線について優先順位を演算する優先順位演算ステップ、および
該優先順位演算ステップで演算された優先順位に基づいて、優先順位が低い配線に接続される前記電気部品よりも、優先順位が高い配線に接続される前記電気部品を、前記半導体装置の近くに位置するように前記電気部品の配置を演算する部品配置演算ステップ、
を実行させることを特徴とするプログラムを提供する。
The present invention further relates to a program for a CAD apparatus for designing a semiconductor device having connection pins arranged in an array.
Based on the pin assignment information of the connection pins, a drawing direction calculation step for calculating the drawing direction of the wiring connected to the connection pins ,
The wiring that is drawn in the same direction is selected based on the drawing direction of the wiring calculated in the drawing direction calculating step, and the wiring that is drawn in the same direction is selected based on the board information including information on the electrical component of the connection destination. A priority calculation step for calculating the priority for
Based on the priority calculated in the priority calculation step, the electrical component connected to the wiring having a higher priority than the electrical component connected to the wiring having a lower priority is placed closer to the semiconductor device. A component placement computation step for computing the placement of the electrical components to be positioned;
A program characterized in that is executed is provided.
本発明の半導体装置の設計装置、設計方法、及び、プログラムによると、接続ピンに接続される配線の引出し方向を、接続ピンの配列情報に基づいて演算で求めることにより、設計の後戻りが少なく且つ効率的な半導体装置の自動配線設計が可能になる。 According to the design apparatus, design method, and program of the semiconductor device of the present invention, by determining the lead-out direction of the wiring connected to the connection pin by calculation based on the array information of the connection pin, there is less backtracking of the design and Efficient automatic wiring design of semiconductor devices becomes possible.
以下、図面を参照し本発明の実施形態について説明する。本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の設計装置は、CADシステムとして構成されており、ハードウエアとして、演算処理を行うコンピュータと、半導体チップを含む電気部品や、配線基板、配線仕様などのライブラリ情報を格納するデータベースと、設計者からの入力を受け付けるキーボードや、データベースから情報を取得する通信部などの入力装置と、プログラムやデータを格納する記憶装置と、演算結果を出力するディスプレイやプリンタなどの出力装置とを含む。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The semiconductor device design apparatus according to the first embodiment of the present invention is configured as a CAD system. As hardware, a computer that performs arithmetic processing, an electrical component including a semiconductor chip, a wiring board, a wiring specification, and the like. A database for storing library information, a keyboard for receiving input from the designer, an input device such as a communication unit for acquiring information from the database, a storage device for storing programs and data, a display for outputting calculation results, Output devices such as printers.
図1は、本実施形態に係る半導体装置の設計装置の機能ブロック図である。設計装置は、入力部1、演算部2、及び、出力部3を含む。入力部1は、列数入力部4と、ピンアサイン入力部5と、ネット情報入力部6と、基板情報入力部7とを含む。列数入力部4は、半導体チップの設計段階で、BGAデバイスやPLCCデバイスなどのアレイ状に配列される接続ピンのX方向及びY方向の列数を入力する。ピンアサイン入力部5は、半導体チップの設計が終了した時点で決定される、各配線のピン割当てを入力する。ネット情報入力部6は、各配線(ネット)の始点及び終点のデバイス名及び端子番号を含む情報を入力する。基板情報入力部7は、配線基板の層数、電気部品のサイズや仕様などの情報を含む配線基板の各種情報を入力する。
FIG. 1 is a functional block diagram of a semiconductor device design apparatus according to the present embodiment. The design device includes an
演算部2は、プログラムで作動するコンピュータによって構成され、ピンアサイン情報演算部8と、配線引出し方向情報演算部9と、配線優先順位情報演算部10と、対向部品配置情報演算部11とを有する。ピンアサイン情報演算部8は、列数入力部4から入力される列数に基づいて、接続ピンの配置を仮定又は決定する。例えば、列数Xと列数Yとが等しい場合には、接続ピンの配置は一意に決定できる。配線引出し方向情報演算部9は、ピンアサイン情報演算部8が出力する接続ピンの配列を含むピンアサイン情報に基づいて、又は、ピンアサイン入力部5から入力する配線毎のピンアサイン情報に基づいて、半導体チップの接続ピンに接続される配線の引き出し方向を決定する。
The
配線引出し方向情報演算部9は、ピンアサイン情報演算部8が演算したピンアサイン情報、又は、ピンアサイン入力部5から入力するピンアサイン情報に基づいて、各配線の引出し方向を決定し、配線引出し方向情報として出力する。配線引出し方向情報は、配線引出し方向情報出力部12から出力され、また、配線優先順位情報演算部10に入力される。配線優先順位情報演算部10は、配線引出し方向情報に基づいて、又は、これとネット情報入力部6から入力するネット情報、及び、基板情報入力部7から入力する基板情報とに基づいて配線優先順位を決定し、配線優先順位情報として出力する。配線優先順位情報は、配線優先順位情報出力部13から出力され、また、対向部品配置情報演算部11に入力される。対向部品配置情報演算部11は、半導体チップの接続ピンに接続される電気部品である対向部品の配置を、配線優先順位に基づいて決定する。決定した対向部品配置情報は、対向部品配置情報出力部14を経由して出力される。
The wiring drawing direction
出力部3は、配線引出し方向情報出力部12と、配線優先順位情報出力部13と、対向部品配置情報出力部14とを有する。出力部3の各要素は、ユーザである設計者の設定により活性化されて、ユーザに必要な情報を出力する。
The
列数入力部4は、半導体チップの設計段階で使用される。列数入力部4は、ユーザの入力を受け付けて、ピンアサイン情報演算部8にデバイスの最大列数を入力する。例えば、BGAデバイスが256ピンでフルグリッドのデバイスであれば、ピン配列は16列×16列であり、例えば数字“16”を入力する。ピンアサイン情報演算部8は、半導体チップの設計段階では、列数入力部4からの入力に基づいて、ピン配列を出力する。配線基板の設計段階では、既に割当てが終了したネット毎のピンアサイン情報がピンアサイン入力部5から入力される。
The column
図2は、ピンアサイン情報演算部8が出力する、X方向に16列、Y方向に16列の接続ピンを配置したピン配列を例示している。ピンアサイン情報演算部8は、列数の入力を受け付けると、図2の予測的なピン配列をピンアサイン情報として出力する。各接続ピンには、X方向の列番号1、2、....、16、及び、Y方向の列番号(ID)A、B、...T(或いは、1、2、....、16)が付される。配線引出し方向情報演算部9は、各接続ピンの列番号や列IDを含むピンアサイン情報に基づいて、配線引出し方向情報を演算によって求める。この際に、配線引出し方向情報演算部9は、各計算対象の接続ピンについて、下記の数式:
P=1×(Int((Xp-Yp)/Lp)+1)+2×(Int((Lp-Xp-Yp)/Lp)+1) (1)
を用いて配線の引出し方向を演算する。式中の各記号は、以下の通りである。
P:引出し方向を示す数値
Xp:演算対象ピンのX方向の列番号
Yp:演算対象ピンのY方向の列番号
Lp:デバイスの接続ピンの列数
Int:計算値の整数値を取得する関数
FIG. 2 illustrates a pin array in which 16 rows in the X direction and 16 rows in the Y direction are output from the pin assignment
P = 1 × (Int ((Xp-Yp) / Lp) +1) + 2 × (Int ((Lp-Xp-Yp) / Lp) +1) (1)
Is used to calculate the wire drawing direction. Each symbol in the formula is as follows.
P: Numerical value indicating the drawing direction Xp: Column number in the X direction of the calculation target pin Yp: Column number in the Y direction of the calculation target pin Lp: Number of columns of the connection pins of the device Int: Function for obtaining an integer value of the calculated value
計算対象ピンについて、式(1)によって求められた数値0〜3に基づいて、図3に例示する数値に従って、配線引出し方向が定まる。図3において、計算対象ピンの演算結果が“0”の場合は下方向へ、“1”の場合は右方向へ、“2”の場合は左方向へ、“3”の場合は上方向へ、それぞれ配線を引き出すと決定する。配線引出し方向情報出力部12は、配線引出し方向情報演算部9による演算結果を出力する。配線の引出しグループ“0”〜“3”は、接続ピンが搭載される4角形状の半導体チップの底面を、2つの対角線で4つに区分して得られる。対角線上に位置する接続ピンは、予めの設定によって何れかのグループに区分される。この場合、好ましくは、各グループに属する接続ピンの数は、図3に示すように同数とする。
For the calculation target pin, the wiring lead-out direction is determined according to the numerical values illustrated in FIG. 3 based on the
配線優先順位情報演算部10は、配線引出し方向情報演算部9により得られた配線引出し方向と、基板情報入力部7から入力された配線基板の構成(配線層の層数、貫通プラグの有無など)、及び、ネット情報入力部6から入力されるネット情報とに基づいて配線順位を計算する。配線優先順位情報演算部10は、配線の引出し効率を考慮した配線優先順位を演算し、配線優先順位を示す番号を、配線引出し方向の各グループ毎に演算し、配線優先順位情報出力部13と対向部品配置情報演算部11とに演算結果を受け渡す。
The wiring priority
図4は、配線優先順位の決定プロセスが行われる対象となる配線基板の配線を模式的に示している。この配線基板は、配線基板の表面配線層から最下層配線層までが1本の貫通プラグで挿通される、いわゆる貫通基板である。また、各隣接する2つの接続ピンの間、及び、各隣接する2本の貫通プラグの間では、1つの配線層内で唯1本の引出し配線が通過できる例を示している。この条件下では、図4に示すように、表面配線層(第1配線層)17では、外側から2列の接続ピンから配線の引出しが可能である。表面配線層17のすぐ下側の第2配線層18からは、外側から3列目及び4列目の接続ピンからの配線引出しが可能である。次の第3配線層19及びそれ以降の各配線層では、1列の接続ピンからのみ配線引出しが可能である。なお、上記した配線ピッチなどの制約や、配線層の層数、配線基板の種類は単なる例示であり、使用される配線基板の種別に応じて設定される。
FIG. 4 schematically shows the wiring of the wiring board to be subjected to the process of determining the wiring priority. This wiring board is a so-called through board in which a single through plug is inserted from the surface wiring layer to the lowermost wiring layer of the wiring board. Further, an example is shown in which only one lead wiring can pass between two adjacent connection pins and between two adjacent through plugs in one wiring layer. Under this condition, as shown in FIG. 4, in the surface wiring layer (first wiring layer) 17, wiring can be drawn from two rows of connection pins from the outside. From the
図5は、図3の“1”グループのピンについて、図4を参照して説明した配線引出し条件下で得られた配線優先順位の一部を示す。図5の各接続ピン上に示された数字が優先順位である。この例では、X方向で最も外側の第15列及び第16列の接続ピンからは、配線基板内の第1配線層を経由しての引出しが可能であり、優先順位が高い旨が示されている。同図の例では、Y方向の順位は例示である。次に外側の第13列及び第14列の接続ピンは、その内側の第2配線層から引出し可能であり、最も外側の接続ピンの次に高い優先順位を有する。それ以降は、1列の接続ピンが1層の内側の配線層から引き出され、順次に優先順位が付されている。 FIG. 5 shows a part of the wiring priorities obtained for the pins in the “1” group in FIG. 3 under the wiring drawing conditions described with reference to FIG. The numbers shown on each connection pin in FIG. 5 are priorities. In this example, the connection pins in the outermost 15th and 16th rows in the X direction can be pulled out via the first wiring layer in the wiring board, indicating that the priority is high. ing. In the example of the figure, the rank in the Y direction is an example. Next, the outer thirteenth and fourteenth row connection pins can be drawn from the inner second wiring layer and have the second highest priority after the outermost connection pins. Thereafter, one row of connection pins is drawn out from the inner wiring layer of one layer, and the priority is given sequentially.
なお、ネット情報入力部6において、配線をしないピンや、電源、及び、GNDのような貫通プラグを打つのみで、配線基板の配線層内で配線を実施しないピンが存在した場合には、優先順位の割振りを回避して演算を行う。
In the net
配線優先順位情報出力部13は、配線優先順位情報演算部10の結果を出力する。対向部品配置情報演算部11は、配線引出し方向情報演算部9と配線優先順位情報演算部10の演算結果から、配線効率を考慮した対向部品の配置を演算し、対向部品配置情報出力部14へ情報を渡す。
The wiring priority order
対向部品配置情報演算部11は、半導体チップに接続される対向部品の位置を演算する。対向部品配置情報演算部11は、X方向(又はY方向)に引き出される配線に接続され、且つ、優先順位が最も高い接続ピンに接続される対向部品が、半導体チップから見てX方向(又はY方向)に最も近い位置に配置する。また、対象となる接続ピンの引出し方向がX方向の場合には、接続ピンのY方向位置に最も近いY方向位置に配置する。ここで、対向部品とは、ネット情報入力部6から入力されたネット情報の各ネットについて、接続先部品がある場合にはその部品を、そのような部品がない場合には、又は、ネット情報が入力されない段階では、擬似的にテストピン又はテストパッドを準備して、対向部品とすることが出来る。
The opposing component arrangement
図6は、図5に示した配線優先順位情報を有する接続ピンと対向部品とを、X方向に引き出される配線を介して接続した例を示す。対向部品は、例えば抵抗器又はキャパシタである。優先順位が高い引出し配線で、従って第1配線層で接続される対向部品は、X方向で半導体チップに最も近い位置に配置する。優先順位が低い配線に接続される対向部品は、その優先順位に対応して順次に半導体チップからX方向で遠い位置に配置している。また、Y方向には、その対象となる接続ピンのY方向位置に近い位置に配置している。対向部品配置情報出力部14は、対向部品配置情報演算部11の結果を出力する。
FIG. 6 shows an example in which the connection pin having the wiring priority information shown in FIG. 5 and the opposing component are connected through the wiring drawn in the X direction. The facing component is, for example, a resistor or a capacitor. The opposing parts connected by the first wiring layer with the lead wiring having a high priority are arranged at the position closest to the semiconductor chip in the X direction. Opposing components connected to the wiring having a low priority are sequentially arranged at positions far from the semiconductor chip in the X direction according to the priority. Further, in the Y direction, it is arranged at a position close to the position in the Y direction of the target connection pin. The opposed component arrangement
本実施形態の半導体装置の設計装置では、以下のような効果が得られる。まず、回路設計の段階で、配線基板の設計情報がない場合にも、ピンアサインの最適化と対向部品の配置検討が可能になる。従来は、回路設計の段階で同様の検討をすると、手作業が必要になり、検討時間が多く必要であった。しかし、本実施形態では、現実に明確になっている条件のみを入力するだけで瞬時に検討が可能となる。また、瞬時に検討結果が得られるので、トライアル及びエラー修正などの繰り返し検討が容易になる。従って、精度の高い検討結果が得られる。 The semiconductor device design apparatus of the present embodiment provides the following effects. First, even when there is no wiring board design information at the circuit design stage, pin assignment can be optimized and opposing component placement can be examined. Conventionally, if the same examination is performed at the circuit design stage, manual work is required, and much examination time is required. However, in the present embodiment, it is possible to make an examination immediately by inputting only the conditions that are actually clear. In addition, since the examination result can be obtained instantaneously, repeated examination such as trial and error correction becomes easy. Therefore, a highly accurate examination result can be obtained.
上記実施形態では、式(1)に従って演算を行う例を示した。しかし、式(1)は単に例示であり、その他の方法が採用できる。例えば、予め式(1)で計算し、必要に応じて修正を加えた結果を表形式で記憶装置に記憶してよい。表には、例えばピンのX方向及びY方向の列番号に対応して、引出し方向を記述する。 In the above-described embodiment, the example in which the calculation is performed according to the equation (1) has been shown. However, equation (1) is merely an example, and other methods can be employed. For example, the calculation result may be stored in the storage device in the form of a table in advance by calculation using the formula (1) and correction as necessary. In the table, for example, the drawing direction is described corresponding to the column numbers of the X direction and the Y direction of the pins.
本発明の第2の実施形態について示す。本実施形態の半導体装置の設計装置の構成は、第1の実施形態と同様である。本実施形態では、配線引出し方向のための演算を行う式に、以下に示す式(2)を採用する点で第1の実施形態と異なる。
P=1×(Int((Xp-Yp)/Lp)+1)+2×(Int((Lp-Xp-Yp)/Lp)+1)
+4×(Int((Xp-1)/(Lp/2)))+8×(Int((Yp-1)/(Lp/2))) (2)
式中の記号は、式(1)と同様である。
A second embodiment of the present invention will be described. The configuration of the semiconductor device design apparatus of this embodiment is the same as that of the first embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in that the following expression (2) is adopted as an expression for performing calculation for the wiring lead-out direction.
P = 1 × (Int ((Xp-Yp) / Lp) +1) + 2 × (Int ((Lp-Xp-Yp) / Lp) +1)
+ 4 × (Int ((Xp-1) / (Lp / 2))) + 8 × (Int ((Yp-1) / (Lp / 2))) (2)
The symbols in the formula are the same as those in the formula (1).
図7は、図2の256ピンのBGAデバイスについて、式(2)で計算した結果のPの数値を示す。本実施形態では、先の実施形態における2つの対角線による引出し方向の区分に加えて、引出し方向が同じグループの接続ピンを、その引出し位置に対応して2つに区分している。つまり、ピンを8つのグループに区分する。この計算結果において、例えばX方向に引き出される接続ピンを、Y方向に2つのグループに区分する。これにより、対向部品を配置する際に、この計算結果に基づいて、対向部品の優先順位からX方向位置を演算し、且つ、グループ区分に基づいてY方向位置を演算することが出来る。グループ内の区分については、2以上で任意の数に区分可能である。 FIG. 7 shows the numerical value of P as a result of calculation by Equation (2) for the 256-pin BGA device of FIG. In the present embodiment, in addition to the division of the drawing direction by the two diagonal lines in the previous embodiment, the connection pins of the group with the same drawing direction are divided into two corresponding to the drawing positions. That is, the pins are divided into 8 groups. In this calculation result, for example, the connection pins drawn in the X direction are divided into two groups in the Y direction. Thereby, when arranging the opposing parts, the X direction position can be calculated from the priority order of the opposing parts based on the calculation result, and the Y direction position can be calculated based on the group division. The division within the group can be divided into an arbitrary number of 2 or more.
本実施形態では、対向部品配置情報演算部11の結果を、基板設計CADのフォーマットに合わせて出力することで、配線基板の設計に流用が可能である。計算結果の実施例を図8に示した。図8は、基板設計CADのフォーマットに合せて出力したファイルを基板CADで読み込み、これを配置した例である。
In the present embodiment, by outputting the result of the opposed component arrangement
配線優先順位情報演算部10では、ネット情報が未だ得られてない場合には、基板設計CADのフォーマットに合せたネットリストを作成することにより、図8と同様のデータが生成できる。このため、その出力データを使用して基板設計CADのオートルータ機能を利用し、配線基板の配線層数の検討が回路設計の段階で実施できる。
If the net information has not yet been obtained, the wiring priority
上記実施形態の半導体装置の設計装置及び方法は、半導体チップ(LSI)の設計にも流用が可能である。この場合、接続ピンに接続されるチップ内の回路要素や回路配線の効率的な設計が可能になる。また、配線引出し方向情報出力部12の結果を、FPGAのようなプログラマブルLSIのピンアサイン表に色分けし表示することで、配線効率を考慮したピンアサインが容易となる。
The semiconductor device design apparatus and method of the above embodiment can also be used for designing a semiconductor chip (LSI). In this case, it is possible to efficiently design circuit elements and circuit wiring in the chip connected to the connection pins. In addition, the results of the wiring lead-out direction
上記各実施形態の設計装置は、格子状に接続ピンが配置されたBGAデバイスや、PLCCデバイスのような多ピンデバイスのピン配列数、又は、ピンアサイン情報、及び、基板の設計条件、ネット情報を入力部1に入力することが出来る。この場合、各ピンの配線方向の区分け及び配線優先順位、及び、対向部品の配置情報を演算部で演算し、出力部3を介して出力できる。このため、設計で後戻りが発生し難く、QCDの確保が容易になる。
The design apparatus according to each of the above embodiments includes the number of pin arrangements of a multi-pin device such as a BGA device in which connection pins are arranged in a lattice shape or a PLCC device, pin assignment information, board design conditions, and net information. Can be input to the
なお、上記実施形態では、接続ピンの列数がX方向とY方向で同数の例を示したが、この例には、限定されない。接続ピンの列数がX方向とY方向とで異なる場合にも、例えば各接続ピンに対応して引出し方向を記述したテーブルなどを利用して演算が可能である。 In the above-described embodiment, an example in which the number of rows of connection pins is the same in the X direction and the Y direction is shown, but the present invention is not limited to this example. Even when the number of columns of the connection pins is different between the X direction and the Y direction, the calculation can be performed using, for example, a table describing the drawing direction corresponding to each connection pin.
本発明を特別に示し且つ例示的な実施形態を参照して説明したが、本発明は、その実施形態及びその変形に限定されるものではない。当業者に明らかなように、本発明は、添付のクレームに規定される本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、種々の変更が可能である。 Although the invention has been particularly shown and described with reference to illustrative embodiments, the invention is not limited to these embodiments and variations thereof. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.
1:入力部
2:演算部
3:出力部
4:列数入力部
5:ピンアサイン入力部
6:ネット情報入力部
7:基板情報入力部
8:ピンアサイン情報演算部
9:配線引出し方向情報演算部
10:配線優先順位情報演算部
11:対向部品配置情報演算部
12:配線引出し方向情報出力部
13:配線優先順位情報出力部
14:対向部品配置情報出力部
17:第1層配線
18:第2層配線
19:第3層配線
1: Input unit 2: Calculation unit 3: Output unit 4: Number of columns input unit 5: Pin assignment input unit 6: Net information input unit 7: Board information input unit 8: Pin assignment information calculation unit 9: Calculation of wiring lead direction information Unit 10: Wiring priority information calculation unit 11: Opposing component placement information computing unit 12: Wiring lead direction information output unit 13: Wiring priority information output unit 14: Opposing component placement information output unit 17: First layer wiring 18: First Second layer wiring 19: Third layer wiring
Claims (10)
前記接続ピンの配列情報に基づいて、前記接続ピンに接続される配線の引出し方向を演算する引出し方向演算部と、
該引出し方向演算部が演算した配線の引出し方向に基づいて、同じ方向に引き出される前記配線を選定し、接続先の電気部品の情報を含む基板情報に基づいて、同じ方向に引き出される前記配線について優先順位を演算する優先順位演算部と、
該優先順位演算部が演算した優先順位に基づいて、優先順位が低い配線に接続される前記電気部品よりも、優先順位が高い配線に接続される前記電気部品を、前記半導体装置の近くに位置するように前記電気部品の配置を演算する部品配置演算部と、
を備えることを特徴とする半導体装置の設計装置。 A design apparatus for a semiconductor device having connection pins arranged in an array,
Based on the arrangement information of the connection pins, a drawing direction calculation unit that calculates the drawing direction of the wiring connected to the connection pins ;
The wiring drawn in the same direction is selected based on the wiring drawing direction calculated by the drawing direction calculation unit, and the wiring drawn in the same direction is selected based on the board information including information on the electrical component of the connection destination. A priority calculation unit for calculating the priority;
Based on the priority calculated by the priority calculation unit, the electrical component connected to the wiring with higher priority than the electrical component connected to the wiring with lower priority is positioned closer to the semiconductor device. A component arrangement calculation unit for calculating the arrangement of the electrical components to
An apparatus for designing a semiconductor device, comprising:
P=1×(Int((Xp-Yp)/Lp)+1)+2×(Int((Lp-Xp-Yp)/Lp)+1)
を演算し、Pの演算値に基づいて、前記演算対象となる接続ピンからの前記配線の引出し方向を決定する、請求項1又は2に記載の半導体装置の設計装置。 The pull-out direction calculation section, the number of columns in the X direction and Y direction of the connecting pin Lp, the connection pin in the X and Y directions, respectively Xp and Yp the column number of the to be calculated, the calculation of the brackets Int Given a function that gets an integer value,
P = 1 × (Int ((Xp-Yp) / Lp) +1) + 2 × (Int ((Lp-Xp-Yp) / Lp) +1)
3. The semiconductor device design apparatus according to claim 1, wherein a direction in which the wiring is drawn from the connection pin to be calculated is determined based on a calculated value of P. 4.
P=1×(Int((Xp-Yp)/Lp)+1)+2×(Int((Lp-Xp-Yp)/Lp)+1)
+4×(Int((Xp-1)/(Lp/2)))+8×(Int((Yp-1)/(Lp/2)))
を演算し、Pの演算値に基づいて、前記演算対象となる接続ピンからの前記配線の引出し方向を決定する、請求項1又は2に記載の半導体装置の設計装置。 The pull-out direction calculation section, the number of columns in the X direction and Y direction of the connecting pin Lp, the connection pin in the X and Y directions, respectively Xp and Yp the column number of the to be calculated, the calculation of the brackets Int Given a function that gets an integer value,
P = 1 × (Int ((Xp-Yp) / Lp) +1) + 2 × (Int ((Lp-Xp-Yp) / Lp) +1)
+ 4 × (Int ((Xp-1) / (Lp / 2))) + 8 × (Int ((Yp-1) / (Lp / 2)))
3. The semiconductor device design apparatus according to claim 1, wherein a direction in which the wiring is drawn from the connection pin to be calculated is determined based on a calculated value of P. 4.
前記接続ピンの配列情報に基づいて、前記接続ピンに接続される配線の引出し方向を演算する引出し方向演算ステップと、
該引出し方向演算ステップで演算された配線の引出し方向に基づいて、同じ方向に引き出される前記配線を選定し、接続先の電気部品の情報を含む基板情報に基づいて、同じ方向に引き出される前記配線について優先順位を演算する優先順位演算ステップと、
該優先順位演算ステップで演算された優先順位に基づいて、優先順位が低い配線に接続される前記電気部品よりも、優先順位が高い配線に接続される前記電気部品を、前記半導体装置の近くに位置するように前記電気部品の配置を演算する部品配置演算ステップと、
を有することを特徴とする半導体装置の設計方法。 A design method for a semiconductor device having connection pins arranged in an array,
Based on the arrangement information of the connecting pins, a drawing direction calculating step for calculating the drawing direction of the wiring connected to the connecting pins ;
The wiring that is drawn in the same direction is selected based on the drawing direction of the wiring calculated in the drawing direction calculating step, and the wiring that is drawn in the same direction is selected based on the board information including information on the electrical component of the connection destination. A priority calculation step for calculating the priority for
Based on the priority calculated in the priority calculation step, the electrical component connected to the wiring having a higher priority than the electrical component connected to the wiring having a lower priority is placed closer to the semiconductor device. A component placement computation step for computing the placement of the electrical components to be positioned;
A method for designing a semiconductor device, comprising:
前記接続ピンのピン割当て情報に基づいて、前記接続ピンに接続される配線の引出し方向を演算する引出し方向演算ステップ、
該引出し方向演算ステップで演算された配線の引出し方向に基づいて、同じ方向に引き出される前記配線を選定し、接続先の電気部品の情報を含む基板情報に基づいて、同じ方向に引き出される前記配線について優先順位を演算する優先順位演算ステップ、および
該優先順位演算ステップで演算された優先順位に基づいて、優先順位が低い配線に接続される前記電気部品よりも、優先順位が高い配線に接続される前記電気部品を、前記半導体装置の近くに位置するように前記電気部品の配置を演算する部品配置演算ステップ、
を実行させることを特徴とするプログラム。 A program for a CAD device for designing a semiconductor device having connection pins arranged in an array, the computer comprising:
Based on the pin assignment information of the connection pins, a drawing direction calculation step for calculating the drawing direction of the wiring connected to the connection pins ,
The wiring that is drawn in the same direction is selected based on the drawing direction of the wiring calculated in the drawing direction calculating step, and the wiring that is drawn in the same direction is selected based on the board information including information on the electrical component of the connection destination. A priority calculation step for calculating the priority for
Based on the priority calculated in the priority calculation step, the electrical component connected to the wiring having a higher priority than the electrical component connected to the wiring having a lower priority is placed closer to the semiconductor device. A component placement computation step for computing the placement of the electrical components to be positioned;
A program characterized by having executed.
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