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JP2008205399A - Semiconductor integrated circuit design method - Google Patents

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JP2008205399A
JP2008205399A JP2007042743A JP2007042743A JP2008205399A JP 2008205399 A JP2008205399 A JP 2008205399A JP 2007042743 A JP2007042743 A JP 2007042743A JP 2007042743 A JP2007042743 A JP 2007042743A JP 2008205399 A JP2008205399 A JP 2008205399A
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JP
Japan
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cell
power supply
semiconductor chip
wiring
integrated circuit
Prior art date
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Application number
JP2007042743A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiyuki Hirabayashi
義幸 平林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2007042743A priority Critical patent/JP2008205399A/en
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Abstract

【課題】レイアウト設計において、電源強化を図りつつ、半導体チップのサイズの最適化、および設計時間の短縮化が図れるようにした半導体集積回路の設計方法の提供。
【解決手段】この発明は、半導体集積回路のレイアウト設計に係るものである。まず、半導体チップ上にセルを配置したのち、そのセルに対する電源配線を行う(S1、S2)。次に、電源配線上に生じる電圧降下を測定し、その測定結果に基づいてIRドロップ解析を行う(S3)。さらに、そのIRドロップの解析結果に基づき、半導体チップ上にすでに配置されているセルの配置位置を変更する(S4、S5)。その終了後に、半導体チップ上のセル間の信号配線を行う(S6)。
【選択図】図1
Provided is a semiconductor integrated circuit design method capable of optimizing the size of a semiconductor chip and shortening the design time while enhancing power supply in layout design.
The present invention relates to a layout design of a semiconductor integrated circuit. First, after arranging a cell on a semiconductor chip, power wiring for the cell is performed (S1, S2). Next, a voltage drop generated on the power supply wiring is measured, and IR drop analysis is performed based on the measurement result (S3). Further, based on the IR drop analysis result, the arrangement position of the cells already arranged on the semiconductor chip is changed (S4, S5). After the completion, signal wiring between cells on the semiconductor chip is performed (S6).
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、半導体集積回路(LSI)の設計方法に関するものである。   The present invention relates to a method for designing a semiconductor integrated circuit (LSI).

近年、半導体集積回路は、プロセスの微細化や低消費電力化に伴い動作電源電圧が下がってきており、また配線抵抗の増加も相まって、配線パターンによる電圧降下が問題になってきている。
すなわち、半導体集積回路に外部から供給される電圧は、その内部集積回路の動作による電力消費や電源配線抵抗によって、内部集積回路の中心部では電圧レベルが下がってしまうので、その低下を防止するために電源を強化する必要がある。
In recent years, the operation power supply voltage of semiconductor integrated circuits has been lowered with the miniaturization of processes and the reduction of power consumption, and the voltage drop due to the wiring pattern has become a problem due to the increase of the wiring resistance.
That is, the voltage supplied from the outside to the semiconductor integrated circuit is reduced in the voltage level at the center of the internal integrated circuit due to power consumption and power supply wiring resistance due to the operation of the internal integrated circuit. It is necessary to strengthen the power supply.

この電源の強化のために、従来のレイアウト設計では、例えば半導体チップ上にセルを自動配置したのちに、自動配線を行い、この後にIRドロップを測定して電源の補強を図るようにしている。
また、内部集積回路内において、電源配線の本数を増やしたり、あるいは自動配置配線の終了後に電源補強をすることが難しいので、初期の電源配線の本数を多めにしておくなどの対策が採用されている。
In order to strengthen this power supply, in the conventional layout design, for example, after the cells are automatically arranged on the semiconductor chip, automatic wiring is performed, and thereafter the IR drop is measured to reinforce the power supply.
Also, in the internal integrated circuit, it is difficult to increase the number of power supply lines or to reinforce the power supply after the automatic placement and routing, so measures such as increasing the number of initial power supply lines are adopted. Yes.

さらに、半導体集積回路の電源の強化のために、以下の特許文献1や特許文献2に記載の発明が知られている。
特許文献1には、各給電線エリアに配置された基本回路セルの種類および個数に基づいて各給電線エリアに流れる電流量を算出し、その電流量に基づいて枝電源配線の配線幅を決定するようにした発明が開示されている。
Furthermore, in order to strengthen the power supply of the semiconductor integrated circuit, the inventions described in Patent Document 1 and Patent Document 2 below are known.
In Patent Document 1, the amount of current flowing in each feeder line area is calculated based on the type and number of basic circuit cells arranged in each feeder line area, and the wiring width of the branch power supply wiring is determined based on the amount of current. The invention made is disclosed.

特許文献2には、自動配置配線後に、機能セルの動作周波数と、実際の機能セルの出力容量から消費電流を算出し、各セル列ごとに各機能セルの電圧降下値を基準にして、電源の配線幅およびセル列の幅を最適にする発明が開示されている。
特開平8−23029号公報 特開2000−20576号公報
In Patent Document 2, after automatic placement and routing, the current consumption is calculated from the operating frequency of the functional cell and the actual output capacity of the functional cell, and the voltage drop value of each functional cell is used as a reference for each cell column. An invention for optimizing the wiring width and the cell row width is disclosed.
JP-A-8-23029 JP 2000-20576 A

しかし、上記の従来技術には、以下のような不具合がある。
(1)電源補強を実施するためのスペースがない場合には、配置配線をやり直す必要があった。
(2)内部集積回路内の電源配線の本数を増やす場合には、電源配線として使用する領域にセルを配置することができないので、半導体チップのサイズが大きくなってしまう。
(3)電源配線の本数を多めにしておく場合には、半導体チップのサイズが大きくなる上に、余った分の本数は、自動的に削除することができず、その削除のために無駄な時間が発生してしまう。
However, the above prior art has the following problems.
(1) When there is no space for power supply reinforcement, it was necessary to redo the placement and routing.
(2) When the number of power supply wirings in the internal integrated circuit is increased, the size of the semiconductor chip increases because cells cannot be arranged in the region used as the power supply wiring.
(3) When the number of power supply wirings is increased, the size of the semiconductor chip is increased, and the remaining number cannot be automatically deleted, which is useless for the deletion. Time will occur.

(4)特許文献1の発明では、各給電エリア内において電源配線の幅を最適化できるが、電源配線の幅が太くなる給電エリアでは、その面積を大きくしなければならない事態が発生し、その結果、半導体チップのサイズが大きくなってしまう。
(5)特許文献2の発明では、電源の配線幅やセル列の幅を最適にできるが、電源の配線幅が太くなる場合には、その結果、半導体チップのサイズが大きくなってしまう。
そこで、本発明の目的は、上記の点に鑑み、レイアウト設計において、電源強化を図りつつ、半導体チップのサイズの最適化、および設計時間の短縮化が図れるようにした半導体集積回路の設計方法を提供することにある。
(4) In the invention of Patent Document 1, the width of the power supply wiring can be optimized in each power supply area. However, in the power supply area where the width of the power supply wiring is increased, there is a situation where the area needs to be increased. As a result, the size of the semiconductor chip is increased.
(5) In the invention of Patent Document 2, the wiring width of the power supply and the width of the cell row can be optimized. However, when the wiring width of the power supply is increased, the size of the semiconductor chip is increased as a result.
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, an object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit design method capable of optimizing the size of a semiconductor chip and shortening the design time while enhancing the power supply in layout design. It is to provide.

上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は、以下のような構成からなる。
第1の発明は、半導体集積回路の設計方法であって、半導体チップ上にセルを配置したのち、そのセルに対する電源配線を行う第1ステップと、前記電源配線上に生じる電圧降下を測定し、その測定結果に基づいてIRドロップ解析を行う第2ステップと、前記IRドロップの解析結果に基づき、前記半導体チップ上にすでに配置されているセルの配置位置を変更する第3ステップと、この第3ステップの終了後に、前記半導体チップ上のセル間の信号配線を行う第4ステップと、からなる。
In order to solve the above problems and achieve the object of the present invention, each invention has the following configuration.
A first invention is a method for designing a semiconductor integrated circuit, in which a cell is arranged on a semiconductor chip, and then a power supply wiring for the cell is measured, and a voltage drop generated on the power supply wiring is measured. A second step of performing IR drop analysis based on the measurement result, a third step of changing the arrangement position of the cells already arranged on the semiconductor chip based on the IR drop analysis result, and the third step. And a fourth step of performing signal wiring between cells on the semiconductor chip after the step is completed.

第2の発明は、第1の発明において、前記第2ステップでは、前記電圧降下の測定値に応じて前記半導体チップ上の領域を分割し、前記第3ステップでは、前記分割された領域のうちの任意の領域の使用効率を求め、この求めた使用効率に基づいて前記領域内におけるセルの配置の疎密を変更するために、前記領域にすでに配置されているセルの配置位置を変更する。   In a second aspect based on the first aspect, in the second step, in the second step, an area on the semiconductor chip is divided according to the measured value of the voltage drop, and in the third step, out of the divided areas In order to obtain the use efficiency of any of the areas, and to change the density of the arrangement of the cells in the area based on the obtained use efficiency, the arrangement position of the cells already arranged in the area is changed.

第3の発明は、半導体集積回路の設計方法であって、半導体チップ上に所定の能力のセルを配置したのち、そのセルに対する電源配線を行う第1ステップと、前記電源配線上に生じる電圧降下を測定し、その測定結果に基づいてIRドロップ解析を行う第2ステップと、前記IRドロップの解析結果に基づき、前記半導体チップ上にすでに配置されているセルを、その能力の異なるセルに変更する第3ステップと、この第3ステップの終了後に、前記半導体チップ上のセル間の信号配線を行う第4ステップと、からなる。   A third invention is a method for designing a semiconductor integrated circuit, in which a cell having a predetermined capacity is arranged on a semiconductor chip, and then a power supply wiring for the cell is performed, and a voltage drop generated on the power supply wiring A second step of performing IR drop analysis based on the measurement result, and changing a cell already arranged on the semiconductor chip to a cell having a different capability based on the IR drop analysis result A third step and a fourth step for performing signal wiring between cells on the semiconductor chip after the completion of the third step.

第4の発明は、第3の発明において、前記第2ステップでは、前記電圧降下の測定値に応じて前記半導体チップ上の領域を分割し、前記第3ステップでは、前記分割された領域のうち、電圧降下の大きな領域はすでに配置されているセルをそれよりも能力の大きセルに変更し、電圧降下の小さな領域はすでに配置されているセルをそれよりも能力の小さなセルに変更する。   In a fourth aspect based on the third aspect, in the second step, in the second step, an area on the semiconductor chip is divided according to the measured value of the voltage drop, and in the third step, among the divided areas A region having a large voltage drop changes a cell already arranged to a cell having a higher capacity, and a region having a small voltage drop changes a cell already arranged to a cell having a smaller capacity.

第5の発明は、半導体集積回路の設計方法であって、半導体チップ上にセルを配置したのち、そのセルに対する電源配線を行う第1ステップと、前記電源配線上に生じる電圧降下を測定し、その測定結果に基づいてIRドロップ解析を行う第2ステップと、前記IRドロップの解析結果に基づき、前記半導体チップ上にすでに配線されている電源配線の配線密度を変更する第3ステップと、この第3ステップの終了後に、前記半導体チップ上に仮に配置されているセル間の信号配線を行う第4ステップと、からなる。   A fifth invention is a method for designing a semiconductor integrated circuit, wherein after a cell is arranged on a semiconductor chip, a first step of performing power supply wiring for the cell, and a voltage drop generated on the power supply wiring are measured, A second step of performing IR drop analysis based on the measurement result, a third step of changing the wiring density of the power supply wiring already wired on the semiconductor chip based on the IR drop analysis result, And a fourth step of performing signal wiring between cells temporarily arranged on the semiconductor chip after the completion of the three steps.

第6の発明は、第5の発明において、前記第2ステップでは、前記電圧降下の測定値に応じて前記半導体チップ上の領域を分割し、前記第3ステップでは、前記分割された領域のうち、電圧降下の大きな領域はすでに配線されている電源配線をそれよりも配線密度が低くなるように変更し、電圧降下の小さな領域はすでに配線されている電源配線をそれよりも配線密度が高くなるように変更する。
このような本発明によれば、レイアウト設計において、電源強化を図りつつ、半導体チップのサイズの最適化、および設計時間の短縮化が図れる。
In a sixth aspect based on the fifth aspect, in the second step, the region on the semiconductor chip is divided in accordance with the measured value of the voltage drop in the second step, and among the divided regions in the third step, In the area where the voltage drop is large, the power wiring already wired is changed so that the wiring density is lower than that. In the area where the voltage drop is low, the power wiring already wired is higher than that. Change as follows.
According to the present invention, it is possible to optimize the size of the semiconductor chip and shorten the design time while enhancing the power supply in the layout design.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
本発明の半導体集積回路の設計方法の第1実施形態について、図1〜図3を参照して説明する。
この第1実施形態に係る設計方法は、半導体集積回路のレイアウト設計に係るものであり、コンピュータの支援に基づく自動配置配線システムを利用して、図1に示す手順で行うようにしたものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
A first embodiment of a semiconductor integrated circuit design method of the present invention will be described with reference to FIGS.
The design method according to the first embodiment relates to the layout design of a semiconductor integrated circuit, and is performed by the procedure shown in FIG. 1 using an automatic placement and routing system based on the assistance of a computer. .

まず、半導体チップ上に、コンピュータに登録されているセルを仮に(一時的に)配置する(ステップS1)。これにより、半導体チップ上の所望の各位置に、複数のセルがそれぞれ配置される。
次に、その複数のセルに対してそれぞれ電源配線が行われる(ステップS2)。これにより、複数の各セルは、所定の電源配線とそれぞれ接続される。
さらに、半導体チップ上に配線された電源配線上に生じる電圧降下(IRドロップ)を測定し、この測定結果に基づいてIRドロップ解析を行う(ステップS3)。このIRドロップ解析の一例を示すと、コンピュータの表示画面には、図2に示すような図が表示される。
First, the cells registered in the computer are temporarily (temporarily) arranged on the semiconductor chip (step S1). Thereby, a plurality of cells are arranged at each desired position on the semiconductor chip.
Next, power supply wiring is performed for each of the plurality of cells (step S2). Thereby, each of the plurality of cells is connected to a predetermined power supply wiring.
Further, a voltage drop (IR drop) generated on the power supply wiring wired on the semiconductor chip is measured, and IR drop analysis is performed based on the measurement result (step S3). As an example of this IR drop analysis, a diagram as shown in FIG. 2 is displayed on the display screen of the computer.

図2は、半導体チップ上におけるIRドロップの大小の分布を等高線で表現し、半導体チップを領域A〜Gに分割したものである。領域AがIRドロップが最大で、領域B、領域C、領域D、領域E、領域Fの順でIRドロップが下がっていき、領域GがIRドロップが最小である。
次に、IRドロップ値に応じて分割された領域A〜Gのうち任意の領域について、セルの使用効率を計算し(ステップS4)、この計算結果をコンピュータの表示画面に表示する。ここで、使用効率を任意の領域について求めるのは、領域によっては後述のセルの配置位置の変更ができない領域があるからである。この任意の領域については、設計者が表示画面などを参照して指定する。
上記のように計算したセルの使用効率の一例を示すと、図3に示すようになる。領域A〜Gにおける使用効率、図3に示すように、20〜50%になる。
なお、上記のセルの使用効率は、次の(1)式により求める。
FIG. 2 represents the distribution of IR drop on the semiconductor chip with contour lines, and the semiconductor chip is divided into regions A to G. The area A has the largest IR drop, the area B, the area C, the area D, the area E, and the area F decrease in the order, and the area G has the smallest IR drop.
Next, the cell use efficiency is calculated for an arbitrary area among the areas A to G divided according to the IR drop value (step S4), and the calculation result is displayed on the display screen of the computer. Here, the reason why the usage efficiency is obtained for an arbitrary area is that there is an area in which the cell arrangement position described later cannot be changed depending on the area. The arbitrary area is designated by the designer with reference to the display screen.
An example of the cell usage efficiency calculated as described above is shown in FIG. As shown in FIG. 3, the usage efficiency in the regions A to G is 20 to 50%.
In addition, the use efficiency of said cell is calculated | required by following (1) Formula.

セルの使用効率=(領域内に配置されたセルの合計)/(領域内に配置可能なベーシックセルの全個数)・・・(1)   Cell usage efficiency = (total number of cells arranged in the area) / (total number of basic cells that can be arranged in the area) (1)

図3によれば、IRドロップの大きな領域ほど、セルの使用効率が小さな値になっていることがわかる。
次に、IRドロップ値に応じてセルの配置の疎密を変更するために、すでに配置されているセルの配置位置を変更(修正)する(ステップS5)。すなわち、IRドロップ値の大きな領域(セルの使用効率が低い領域)は、セルの使用効率が相対的に高くなり、IRドロップ値の小さな領域(セルの使用効率が高い領域)は、セルの使用効率が相対的に低くなるように、セルの配置替えを行う。
According to FIG. 3, it can be seen that the larger the IR drop region, the smaller the cell use efficiency.
Next, in order to change the density of the cell arrangement according to the IR drop value, the arrangement position of the already arranged cell is changed (corrected) (step S5). That is, the area where the IR drop value is large (the area where the cell usage efficiency is low) is relatively high, and the area where the IR drop value is low (the area where the cell usage efficiency is high) is the cell usage efficiency. The cells are rearranged so that the efficiency is relatively low.

このようなセルの配置替えによって、領域にかかわらず、IRドロップ値をほぼ一律(均一)にすることができ、電源の強化を図ることができる。
次に、セルの配置替えが終了したら、そのセル間の配線(信号配線)を行う(ステップS6)。これにより、複数のセルは、信号配線によって所定の接続が行われる。
以上説明した第1実施形態によれば、半導体集積回路のレイアウト設計の際に、電源補強を図りつつ、設計時間の短縮化を図ることができる。
By such cell rearrangement, the IR drop value can be made almost uniform (uniform) regardless of the region, and the power supply can be strengthened.
Next, when the rearrangement of cells is completed, wiring (signal wiring) between the cells is performed (step S6). As a result, the plurality of cells are connected to each other by signal wiring.
According to the first embodiment described above, the design time can be shortened while reinforcing the power supply during the layout design of the semiconductor integrated circuit.

また、第1実施形態によれば、半導体チップ上のどこにおいてもIRドロップ値をほぼ一律にすることができるので、遅延ライブラリの精度が向上する。すなわち、歩留りの向上、信号のタイミングの合わせ込みを過剰に実施することがなく、しかも半導体チップの大きさの最適化が図れる。
さらに、第1実施形態によれば、電源配線の本数を予め多く配線しておく必要がないので、チップサイズを最適化することができるとともに、配線効率が向上してタイミング解析の際の収束性が向上する。
Also, according to the first embodiment, the IR drop value can be made almost uniform everywhere on the semiconductor chip, so that the accuracy of the delay library is improved. That is, the yield is not improved and the signal timing is not excessively adjusted, and the size of the semiconductor chip can be optimized.
Furthermore, according to the first embodiment, since it is not necessary to wire a large number of power supply wires in advance, the chip size can be optimized and the wiring efficiency can be improved, so that the convergence in timing analysis can be improved. Will improve.

(第2実施形態)
本発明の半導体集積回路の設計方法の第2実施形態について、図4を参照しながら説明する。
この第2実施形態は、第1実施形態において、セルの配置を変更した場合に、この変更に伴って配置配線ができない場合があり、これに対処するようにしたものである。
したがって、この第2実施形態は、図4に示すように、ステップS1〜S6までの各処理は、第1実施形態のステップS1〜S6までの各処理と同様であり、ステップS7、S8の処理を追加したものである。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the semiconductor integrated circuit design method of the present invention will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, when the arrangement of cells is changed in the first embodiment, there is a case where the arrangement and wiring cannot be performed in accordance with the change, and this is dealt with.
Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 4, the processes from step S1 to S6 are the same as the processes from step S1 to S6 in the first embodiment, and the processes in steps S7 and S8 are performed. Is added.

この第2実施形態では、ステップS6においてセル間の信号配線を行うが、このときに、信号配線をすることができずに、配線層の増加が必要か否かがコンピュータにより判断される(ステップS7)。この判断の結果、信号配線が終了して配線層の増加が必要でない場合には、その処理を終了する。
一方、信号配線をすることができずに、配線層の増加が必要な場合にはステップS8に進む。ステップS8では、配線層を増加し、その配線層を用いて必要な配線を行って、処理を終了する。
以上説明した第2実施形態によれば、第1実施形態と同様の作用効果を実現することができる。
In the second embodiment, signal wiring between cells is performed in step S6. At this time, signal wiring cannot be performed, and it is determined by the computer whether or not an increase in the wiring layer is necessary (step). S7). As a result of this determination, when the signal wiring is completed and the wiring layer does not need to be increased, the processing is terminated.
On the other hand, if the signal wiring cannot be performed and the wiring layer needs to be increased, the process proceeds to step S8. In step S8, the number of wiring layers is increased, necessary wiring is performed using the wiring layers, and the process ends.
According to 2nd Embodiment described above, the effect similar to 1st Embodiment is realizable.

(第3実施形態)
本発明の半導体集積回路の設計方法の第3実施形態について、図5を参照しながら説明する。
この第3実施形態に係る設計方法は、半導体集積回路のレイアウト設計に係るものであり、コンピュータの支援に基づく自動配置配線システムを利用して、図5に示す手順で行うようにしたものである。
まず、半導体チップ上に、コンピュータに登録されているセルを仮に(一時的に)配置する(ステップS11)。これにより、半導体チップ上の所望の各位置に、複数のセルがそれぞれ配置される。
(Third embodiment)
A third embodiment of the semiconductor integrated circuit design method of the present invention will be described with reference to FIG.
The design method according to the third embodiment relates to the layout design of a semiconductor integrated circuit, and is performed by the procedure shown in FIG. 5 using an automatic placement and routing system based on the assistance of a computer. .
First, the cells registered in the computer are temporarily (temporarily) arranged on the semiconductor chip (step S11). Thereby, a plurality of cells are arranged at each desired position on the semiconductor chip.

ここで、仮に配置される複数のセルは、その論理回路(論理機能)ごとに、その能力が異なるものが複数個ずつ予め用意されている。すなわち、各セルは、その機能が同じであって、例えば駆動速度(駆動能力)が大、中、および小と異なるものが、3つずつ用意されている。そして、上記の複数のセルの配置の際には、各セルはそのうちの駆動速度が中のものが配置されるものとする。   Here, as for the plurality of cells to be arranged, a plurality of cells having different capabilities are prepared in advance for each logic circuit (logic function). That is, each cell has the same function, and for example, three cells having different driving speeds (driving capabilities) from large, medium, and small are prepared. Then, when the plurality of cells are arranged, each cell has a medium driving speed.

次に、その複数のセルに対してそれぞれ電源配線が行われる(ステップS12)。これにより、複数の各セルは、所定の電源配線とそれぞれ接続される。
さらに、上記の配線の終了した電源配線上に生じる電圧降下を測定し、この測定結果に基づいてIRドロップ解析を行う(ステップS13)。このIRドロップ解析の一例を示すと、図2に示すようになる。これにより、半導体チップは、IRドロップに応じて複数に分割される。
Next, power supply wiring is performed for each of the plurality of cells (step S12). Thereby, each of the plurality of cells is connected to a predetermined power supply wiring.
Further, a voltage drop generated on the power supply wiring after the above wiring is measured, and IR drop analysis is performed based on the measurement result (step S13). An example of this IR drop analysis is shown in FIG. Thereby, the semiconductor chip is divided into a plurality of parts according to the IR drop.

次に、IRドロップ値に応じて、前記IRドロップの解析結果に基づき、前記半導体チップ上にすでに配置されているセルを、その能力の異なるセルに変更する(ステップS14)。すなわち、上記の分割された領域のうち、電圧降下の大きな領域はすでに配置されているセルをそれよりも駆動速度の大きセルに変更し(置き換え)、電圧降下の小さな領域はすでに配置されているセルをそれよりも駆動速度の小さなセルに変更する。
このようなセルの配置替えによって、IRドロップ値の差異にかかわらず、セルの駆動速度を一律にすることができる。これは、電源強化したことと、等価になる。
次に、セルの配置替えが終了したら、そのセル間の配線(信号配線)を行う(ステップS15)。これにより、複数のセルは、信号配線によって所定の接続が行われる。
Next, based on the IR drop analysis result, the cell already arranged on the semiconductor chip is changed to a cell having a different capability in accordance with the IR drop value (step S14). That is, among the divided areas, the area where the voltage drop is large is changed (replaced) to a cell having a higher driving speed than that of the already arranged area, and the area where the voltage drop is already arranged. Change the cell to a cell with a lower driving speed.
By such cell rearrangement, the cell driving speed can be made uniform regardless of the difference in the IR drop value. This is equivalent to strengthening the power supply.
Next, when the rearrangement of the cells is completed, wiring (signal wiring) between the cells is performed (step S15). As a result, the plurality of cells are connected to each other by signal wiring.

以上説明した第3実施形態によれば、半導体集積回路のレイアウト設計の際に、電源補強を図りつつ、設計時間の短縮化を図ることができる。
また、第3実施形態によれば、半導体チップ上のどこ配置されるセルであっても駆動速度を一律にすることができるので、遅延ライブラリの精度が向上する。すなわち、歩留りの向上、タイミングの合わせ込みを過剰に実施することがなく、しかも半導体チップの大きさの最適化が図れる。
さらに、第3実施形態によれば、電源配線の本数を予め多く配線しておく必要がないので、チップサイズを最適化することができるとともに、配線効率が向上してタイミング解析の際の収束性が向上する。
According to the third embodiment described above, the design time can be shortened while reinforcing the power supply when designing the layout of the semiconductor integrated circuit.
Further, according to the third embodiment, the driving speed can be made uniform regardless of the cells arranged on the semiconductor chip, so that the accuracy of the delay library is improved. That is, the yield is not improved and the timing is not adjusted excessively, and the size of the semiconductor chip can be optimized.
Furthermore, according to the third embodiment, since it is not necessary to wire a large number of power supply wires in advance, the chip size can be optimized and the wiring efficiency can be improved so that the convergence in timing analysis can be improved. Will improve.

(第4実施形態)
本発明の半導体集積回路の設計方法の第4実施形態について、図6〜図9を参照して説明する。
この第4実施形態に係る設計方法は、半導体集積回路のレイアウト設計に係るものであり、コンピュータの支援に基づく自動配置配線システムを利用して、図6に示す手順で行うようにしたものである。
まず、半導体チップ上に、コンピュータに登録されているセルを仮に(一時的に)配置する(ステップS21)。これにより、半導体チップ上の所望の各位置に、複数のセルがそれぞれ配置される。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the semiconductor integrated circuit design method of the present invention will be described with reference to FIGS.
The design method according to the fourth embodiment relates to the layout design of a semiconductor integrated circuit, and is performed by the procedure shown in FIG. 6 using an automatic placement and routing system based on the assistance of a computer. .
First, the cells registered in the computer are temporarily (temporarily) arranged on the semiconductor chip (step S21). Thereby, a plurality of cells are arranged at each desired position on the semiconductor chip.

次に、その複数のセルに対してそれぞれ電源配線が行われる(ステップS22)。これにより、複数の各セルは、所定の電源配線とそれぞれ接続される。ここで、半導体チップ上における、セルと電源配線の配置例を示すと、図7に示すようになる。
図7において、縦横方向に配置されるのが電源配線であり、このうち横方向に配置される細めの電源配線11が例えばメタル第1層に配置され、縦方向に配置される太めの電源配線12が例えばメタル第1層に配置される。
Next, power supply wiring is performed for each of the plurality of cells (step S22). Thereby, each of the plurality of cells is connected to a predetermined power supply wiring. Here, an example of the arrangement of the cells and the power supply wiring on the semiconductor chip is as shown in FIG.
In FIG. 7, power supply wires are arranged in the vertical and horizontal directions. Of these, the thin power supply wires 11 arranged in the horizontal direction are arranged, for example, in the first metal layer, and the thick power supply wires are arranged in the vertical direction. For example, 12 is disposed in the metal first layer.

電源配線11、12のうち、斜線部で示すものは、その交点でスルーホールにより接続され、電源電圧VDD用に使用される。また、斜線部以外で示すものは、その交点でスルーホールにより接続され、電源電圧VSS用に使用される。さらに、図7において、方形状のブロックはセル13を表している。
次に、半導体チップ上に配線された電源配線上に生じる電圧降下(IRドロップ)を測定し、この測定結果に基づいてIRドロップ解析を行う(ステップS23)。このIRドロップ解析の一例を示すと、図8に示すようになる。これにより、半導体チップは、IRドロップの大きさに応じて領域A〜Cに分割される。
Of the power supply wirings 11 and 12, those indicated by hatching are connected by through holes at the intersections and used for the power supply voltage VDD. In addition, the parts other than the shaded part are connected by a through hole at the intersection and used for the power supply voltage VSS. Further, in FIG. 7, the square block represents the cell 13.
Next, a voltage drop (IR drop) generated on the power supply wiring wired on the semiconductor chip is measured, and IR drop analysis is performed based on the measurement result (step S23). An example of this IR drop analysis is shown in FIG. Thereby, the semiconductor chip is divided into regions A to C according to the size of the IR drop.

次に、IRドロップ値に応じて、半導体チップ上にすでに配線されている電源配線の配線密度を変更し、電源配線の再実施(再配置)を行う(ステップS24)。
すなわち、分割された領域A〜Cのうち、IRドロップ(電圧降下)の大きな領域A内では、すでに配線されている電源配線を、それよりも配線密度が低くなるように変更をする。具体的には、領域A内では、電源配線の配置間隔を広くし(電源配線の本数を減らすことに相当)、または電源配線それ自体の幅を狭くする。
Next, according to the IR drop value, the wiring density of the power wiring already wired on the semiconductor chip is changed, and the power wiring is re-executed (rearranged) (step S24).
That is, among the divided areas A to C, in the area A where the IR drop (voltage drop) is large, the power supply wiring already wired is changed so that the wiring density is lower than that. Specifically, in the area A, the arrangement interval of the power supply wirings is widened (equivalent to reducing the number of power supply wirings), or the width of the power supply wiring itself is narrowed.

一方、IRドロップの小さな領域Cは、すでに配線されている電源配線をそれよりも配線密度が高くなるように変更する。具体的には、領域Cでは、電源配線の配置間隔を狭くし(電源配線の本数を増やすことに相当)、または電源配線それ自体の幅を広くする。
このような考え方で再実施した電源配線の一例を、図9に示す。この例は、図8のIRドロップに対応して作成したものであり、半導体チップのうち、IRドロップが小さい外周部側ほど電源配線の密度が高く、IRドロップが大きな中心部側ほど電源配線の密度が疎になっている。そして、電源配線の疎密の調整は、電源配線の幅は一定とし、その配置間隔を調整することにより実現している。
On the other hand, in the region C where the IR drop is small, the power wiring already wired is changed so that the wiring density is higher than that. Specifically, in the region C, the arrangement interval of the power supply wiring is narrowed (equivalent to increasing the number of power supply wirings), or the width of the power supply wiring itself is widened.
FIG. 9 shows an example of power supply wiring reimplemented based on this concept. This example is prepared in correspondence with the IR drop of FIG. 8, and among the semiconductor chips, the density of the power supply wiring is higher on the outer peripheral side where the IR drop is smaller, and the power supply wiring is higher on the center side where the IR drop is larger. Density is sparse. The density adjustment of the power supply wiring is realized by adjusting the arrangement interval with the width of the power supply wiring being constant.

ここで、図9において、電源配線は、横方向に配置される電源配線が例えばメタル第1層に配置され、縦方向に配置される電源配線が例えばメタル第1層に配置されている。
このような電源配線の変更によって、領域にかかわらず、IRドロップ値をほぼ一律(均一)にすることができ、電源の強化を図ることができる。
次に、電源配線の変更が終了したら、その変更に伴ってセルの配置の修正を行い、それが終了すると、セル間の配線(信号配線)を行う(ステップS25)。これにより、複数のセルは、信号配線によって所定の接続が行われる。
Here, in FIG. 9, the power supply wirings arranged in the horizontal direction are arranged in the first metal layer, for example, and the power supply wiring arranged in the vertical direction is arranged in the first metal layer, for example.
By changing the power supply wiring as described above, the IR drop value can be made substantially uniform (uniform) regardless of the region, and the power supply can be strengthened.
Next, when the change of the power supply wiring is completed, the cell arrangement is corrected along with the change, and when the change is completed, wiring between the cells (signal wiring) is performed (step S25). As a result, the plurality of cells are connected to each other by signal wiring.

以上説明した第4実施形態によれば、半導体集積回路のレイアウト設計の際に、電源補強を図りつつ、設計時間の短縮化を図ることができる。
また、第4実施形態によれば、半導体チップ上のどこにおいてもIRドロップ値をほぼ一律にすることができるので、遅延ライブラリの精度が向上する。すなわち、歩留りの向上、タイミングの合わせ込みを過剰に実施することがなく、しかも半導体チップの大きさの最適化が図れる。
さらに、第4実施形態によれば、電源配線の本数を予め多く配線しておく必要がないので、チップサイズを最適化することができるとともに、配線効率が向上してタイミング解析の際の収束性が向上する。
According to the fourth embodiment described above, the design time can be shortened while reinforcing the power supply when designing the layout of the semiconductor integrated circuit.
Further, according to the fourth embodiment, the IR drop value can be made almost uniform everywhere on the semiconductor chip, so that the accuracy of the delay library is improved. That is, the yield is not improved and the timing is not adjusted excessively, and the size of the semiconductor chip can be optimized.
Furthermore, according to the fourth embodiment, since it is not necessary to wire a large number of power supply wires in advance, the chip size can be optimized and the wiring efficiency can be improved, so that the convergence in timing analysis can be improved. Will improve.

本発明の第1実施形態の設計手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the design procedure of 1st Embodiment of this invention. 第1実施形態のIRドロップ解析の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of IR drop analysis of 1st Embodiment. そのIRドロップ解析に基づいて求めた各エリアの使用効率の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the utilization efficiency of each area calculated | required based on the IR drop analysis. 本発明の第2実施形態の設計手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the design procedure of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態の設計手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the design procedure of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態の設計手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the design procedure of 4th Embodiment of this invention. 第4実施形態の配置配線の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the arrangement | positioning wiring of 4th Embodiment. 第4実施形態のIRドロップ解析の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of IR drop analysis of 4th Embodiment. そのIRドロップ解析の結果に基づいて再配置された電源配線の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the power supply wiring rearranged based on the result of the IR drop analysis.

符号の説明Explanation of symbols

11、12・・・電源配線、13・・・セル   11, 12 ... power supply wiring, 13 ... cell

Claims (6)

半導体集積回路の設計方法であって、
半導体チップ上にセルを配置したのち、そのセルに対する電源配線を行う第1ステップと、
前記電源配線上に生じる電圧降下を測定し、その測定結果に基づいてIRドロップ解析を行う第2ステップと、
前記IRドロップの解析結果に基づき、前記半導体チップ上にすでに配置されているセルの配置位置を変更する第3ステップと、
この第3ステップの終了後に、前記半導体チップ上のセル間の信号配線を行う第4ステップと、
からなることを特徴とする半導体集積回路の設計方法。
A method for designing a semiconductor integrated circuit, comprising:
A first step of arranging a cell on a semiconductor chip and then performing power supply wiring for the cell;
A second step of measuring a voltage drop generated on the power supply wiring and performing an IR drop analysis based on the measurement result;
A third step of changing an arrangement position of a cell already arranged on the semiconductor chip based on the analysis result of the IR drop;
A fourth step of performing signal wiring between cells on the semiconductor chip after completion of the third step;
A method for designing a semiconductor integrated circuit, comprising:
前記第2ステップでは、前記電圧降下の測定値に応じて前記半導体チップ上の領域を分割し、
前記第3ステップでは、前記分割された領域のうちの任意の領域の使用効率を求め、この求めた使用効率に基づいて前記領域内におけるセルの配置の疎密を変更するために、前記領域にすでに配置されているセルの配置位置を変更することを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路の設計方法。
In the second step, a region on the semiconductor chip is divided according to the measured value of the voltage drop,
In the third step, in order to obtain the use efficiency of an arbitrary area among the divided areas, and to change the density of the arrangement of cells in the area based on the obtained use efficiency, 2. The method of designing a semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the arrangement position of the arranged cell is changed.
半導体集積回路の設計方法であって、
半導体チップ上に所定の能力のセルを配置したのち、そのセルに対する電源配線を行う第1ステップと、
前記電源配線上に生じる電圧降下を測定し、その測定結果に基づいてIRドロップ解析を行う第2ステップと、
前記IRドロップの解析結果に基づき、前記半導体チップ上にすでに配置されているセルを、その能力の異なるセルに変更する第3ステップと、
この第3ステップの終了後に、前記半導体チップ上のセル間の信号配線を行う第4ステップと、
からなることを特徴とする半導体集積回路の設計方法。
A method for designing a semiconductor integrated circuit, comprising:
A first step of arranging a cell having a predetermined capacity on a semiconductor chip and then performing power supply wiring for the cell;
A second step of measuring a voltage drop generated on the power supply wiring and performing an IR drop analysis based on the measurement result;
A third step of changing a cell already arranged on the semiconductor chip to a cell having a different capability based on the analysis result of the IR drop;
A fourth step of performing signal wiring between cells on the semiconductor chip after completion of the third step;
A method for designing a semiconductor integrated circuit, comprising:
前記第2ステップでは、前記電圧降下の測定値に応じて前記半導体チップ上の領域を分割し、
前記第3ステップでは、前記分割された領域のうち、電圧降下の大きな領域はすでに配置されているセルをそれよりも能力の大きセルに変更し、電圧降下の小さな領域はすでに配置されているセルをそれよりも能力の小さなセルに変更することを特徴とする請求項3に記載の半導体集積回路の設計方法。
In the second step, a region on the semiconductor chip is divided according to the measured value of the voltage drop,
In the third step, among the divided areas, a cell having a large voltage drop is changed from a cell already arranged to a cell having a larger capacity, and a cell having a small voltage drop is already arranged. 4. The method of designing a semiconductor integrated circuit according to claim 3, wherein the cell is changed to a cell having a smaller capacity.
半導体集積回路の設計方法であって、
半導体チップ上にセルを配置したのち、そのセルに対する電源配線を行う第1ステップと、
前記電源配線上に生じる電圧降下を測定し、その測定結果に基づいてIRドロップ解析を行う第2ステップと、
前記IRドロップの解析結果に基づき、前記半導体チップ上にすでに配線されている電源配線の配線密度を変更する第3ステップと、
この第3ステップの終了後に、前記半導体チップ上に仮に配置されているセル間の信号配線を行う第4ステップと、
からなることを特徴とする半導体集積回路の設計方法。
A method for designing a semiconductor integrated circuit, comprising:
A first step of arranging a cell on a semiconductor chip and then performing power supply wiring for the cell;
A second step of measuring a voltage drop generated on the power supply wiring and performing an IR drop analysis based on the measurement result;
A third step of changing the wiring density of the power supply wiring already wired on the semiconductor chip based on the analysis result of the IR drop;
A fourth step of performing signal wiring between cells temporarily arranged on the semiconductor chip after the completion of the third step;
A method for designing a semiconductor integrated circuit, comprising:
前記第2ステップでは、前記電圧降下の測定値に応じて前記半導体チップ上の領域を分割し、
前記第3ステップでは、前記分割された領域のうち、電圧降下の大きな領域はすでに配線されている電源配線をそれよりも配線密度が低くなるように変更し、電圧降下の小さな領域はすでに配線されている電源配線をそれよりも配線密度が高くなるように変更することを特徴とする請求項5に記載の半導体集積回路の設計方法。
In the second step, a region on the semiconductor chip is divided according to the measured value of the voltage drop,
In the third step, among the divided areas, the power supply wiring which has already been wired is changed so that the wiring density is lower in the area where the voltage drop is large, and the area where the voltage drop is already wired. 6. The method of designing a semiconductor integrated circuit according to claim 5, wherein the power supply wiring is changed so that the wiring density is higher than that.
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