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JP2010141005A - Method of designing semiconductor integrated circuit - Google Patents

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JP2010141005A
JP2010141005A JP2008314290A JP2008314290A JP2010141005A JP 2010141005 A JP2010141005 A JP 2010141005A JP 2008314290 A JP2008314290 A JP 2008314290A JP 2008314290 A JP2008314290 A JP 2008314290A JP 2010141005 A JP2010141005 A JP 2010141005A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
standard cell
cell
replacement
gate array
timing analysis
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008314290A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Ishimoto
信二 石本
Masaya Tomono
将也 伴野
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2008314290A priority Critical patent/JP2010141005A/en
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  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of designing a semiconductor integrated circuit increasing the degree of freedom in design change after arranging and interconnecting of the semiconductor integrated circuit to improve performance. <P>SOLUTION: The method includes an arranging and interconnecting step S1 of arranging and interconnecting a standard cell, a timing analysis step S2 of performing timing analysis on arranging and interconnecting data obtained at the standard cell arranging and interconnecting step S1, a gate array cell insertion step S3 of inserting a gate array cell into a path including a violation on the arranging and interconnecting data based on a result obtained at the timing analysis step S2, replacement standard cell extracting steps (S5-S8) of extracting a replacement standard cell which is logically equivalent to the gate array cell from the arranging and interconnecting data when another violation occurs in the violation-including path by inserting the gate array cell, and a standard cell replacing step S9 of replacing the gate array cell with the replacement standard cell due to design change of a wiring layer. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体集積回路の設計方法に係り、特にスタンダードセルの配置配線後に配線層の設計変更により性能向上を図る半導体集積回路の設計方法に関する。   The present invention relates to a method for designing a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a method for designing a semiconductor integrated circuit in which performance is improved by changing the design of a wiring layer after placement and routing of a standard cell.

近年、半導体集積回路の大規模化、設計制約の複雑化に伴い、設計開発期間の増大が問題となっている。このため、設計期間の短縮化のためのさまざまな設計変更が開発されている。   In recent years, with the increase in scale of semiconductor integrated circuits and the complexity of design constraints, an increase in design development period has become a problem. For this reason, various design changes have been developed to shorten the design period.

設計期間の短縮を図った設計方法として、スタンダードセルの配置配線後に、トランジスタ層の物理設計変更を行う半導体集積回路の設計方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この設計方法によれば、配置配線の変更の必要がなく、設計期間の短縮を図れる。しかし、その反面、設計変更の自由度が低く、性能向上が達成できない場合がある。   As a design method for shortening the design period, a semiconductor integrated circuit design method is disclosed in which a physical design change of a transistor layer is performed after placement and routing of a standard cell (see, for example, Patent Document 1). According to this design method, there is no need to change the placement and routing, and the design period can be shortened. However, on the other hand, the degree of freedom of design change is low, and performance improvement may not be achieved.

また、一般的に用いられる設計期間の短縮を図る設計方法として、スタンダードセルの配置配線時にある一定の性能向上を達成し、それ以上の性能向上を配線層の変更のみで達成できると判断した場合、トランジスタ層の設計を終了し、配線層の設計変更のみで最終的な所望の性能向上を図る方法がある。これにより、配線層の設計変更と同時進行で、トランジスタ層の設計データに基づきマスクの製造ができるため、設計効率を向上させることができる。配線層の設計変更による性能向上は、通常、スタンダードセル間のパスにゲートアレイセルを挿入することで行う。しかし、この方法では、配線層の設計変更にゲートアレイセルのみを用いるため、設計自由度が低く、性能向上が必要なパス近傍にゲートアレイセルが配置できない場合などに所望の性能向上ができない場合がある。このように配線層の設計変更のみでは性能向上が実現できない場合には、トランジスタ層の設計変更も必要となり、大幅な設計変更が必要になる。
特開2004−86763公報。
Also, as a design method to shorten the design period that is generally used, when it is judged that a certain performance improvement can be achieved at the time of standard cell placement and routing, and further performance improvement can be achieved only by changing the wiring layer There is a method in which the design of the transistor layer is finished and the final desired performance improvement is achieved only by changing the design of the wiring layer. Thereby, the mask can be manufactured based on the design data of the transistor layer simultaneously with the design change of the wiring layer, so that the design efficiency can be improved. Performance improvement by changing the design of the wiring layer is usually performed by inserting a gate array cell in a path between standard cells. However, with this method, only the gate array cell is used to change the design of the wiring layer. Therefore, the design flexibility is low, and the desired performance improvement cannot be achieved when the gate array cell cannot be placed near the path where the performance improvement is required. There is. As described above, when the performance improvement cannot be realized only by the design change of the wiring layer, the design change of the transistor layer is also required, and a large design change is required.
JP 2004-86763 A.

そこで、本発明では、半導体集積回路の配置配線後の設計変更の自由度を高め、性能向上を図る半導体集積回路の設計方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for designing a semiconductor integrated circuit that improves the degree of freedom of design change after the placement and wiring of the semiconductor integrated circuit and improves the performance.

本発明の一態様の半導体集積回路の設計方法は、スタンダードセルの配置配線を行う配置配線工程と、前記スタンダードセル配置配線工程により得た配置配線データに対してタイミング解析を行う第1のタイミング解析工程と、前記第1のタイミング解析工程の結果に基づき、前記配置配線データ上の違反を含むパスにゲートアレイセルを挿入するゲートアレイセル挿入工程と、前記ゲートアレイセルを挿入することにより前記違反を含むパスに別の違反が発生した場合に、前記配置配線データ上から前記ゲートアレイセルと論理的に等価な入替スタンダードセルを抽出する入替スタンダードセル抽出工程と、前記ゲートアレイセルと、前記入替スタンダードセルを配線層の設計変更により入れ替えるスタンダードセル入替工程とを備える。   According to one aspect of the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit design method including a placement and routing process for placing and routing standard cells, and a first timing analysis for performing timing analysis on placement and routing data obtained by the standard cell placement and routing process. And a gate array cell insertion step of inserting a gate array cell into a path including a violation on the placement and routing data based on a result of the first timing analysis step, and the violation by inserting the gate array cell A replacement standard cell extracting step of extracting a replacement standard cell logically equivalent to the gate array cell from the placement and routing data when another violation occurs in the path including the gate array cell, and the replacement A standard cell replacement step of replacing the standard cell by changing the design of the wiring layer.

本発明によれば、半導体集積回路の配置配線後の設計変更の自由度を高め、性能向上を図る半導体集積回路の設計方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the design method of the semiconductor integrated circuit which raises the freedom degree of the design change after the arrangement | positioning wiring of a semiconductor integrated circuit, and aims at a performance improvement can be provided.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施形態)
本発明の実施形態は、スタンダードセルの配置配線後のレイアウト情報にタイミング違反を含むパス(例えば、ホールド時間違反パス)がある場合に、配線層の設計変更により、このタイミング違反を収束させる設計方法に関する。
(Embodiment)
According to the embodiment of the present invention, when there is a path including a timing violation (for example, a hold time violation path) in the layout information after the placement and routing of the standard cell, a design method for converging this timing violation by changing the design of the wiring layer About.

図1、図2を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図1は発明の実施形態に係る半導体集積回路の設計方法の設計フローチャートである。図2は配置配線後のスタンダードセルと、ゲートアレイセルのレイアウトを模式的に示したものである。図2中の四角形(例えば、符号1、符号5)はスタンダードセル、もしくはゲートアレイセルを模式的に示したものである。また、図2中の矢印(例えば、符号3、符号23)は、スタンダードセル間、またはスタンダードセルとゲートアレイセル間のパスを模式的に示したものである。   An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a design flowchart of a method for designing a semiconductor integrated circuit according to an embodiment of the invention. FIG. 2 schematically shows the layout of the standard cell and the gate array cell after placement and routing. A square (for example, reference numerals 1 and 5) in FIG. 2 schematically shows a standard cell or a gate array cell. Further, arrows (for example, reference numerals 3 and 23) in FIG. 2 schematically indicate paths between standard cells or between standard cells and gate array cells.

以下、図2を用いて、スタンダードセルの配置配線後の配置配線データ10にホールド時間違反パスがある場合に、このホールド時間違反を収束させる設計方法について説明する。   Hereinafter, a design method for converging a hold time violation when there is a hold time violation path in the placement and routing data 10 after the placement and routing of the standard cell will be described with reference to FIG.

ホールド時間とは、スタンダードセルがクロック信号により同期されている場合に、スタンダードセルへの入力信号が、クロック信号の変化以後にも保持されていなければならない最小時間である。ホールド時間違反とは、スタンダードセルへの入力信号が、ホールド時間より短い時間で変化してしまうことである。   The hold time is the minimum time that the input signal to the standard cell must be held after the change of the clock signal when the standard cell is synchronized with the clock signal. The hold time violation means that the input signal to the standard cell changes in a time shorter than the hold time.

また、後述する、セットアップ時間とは、スタンダードセルがクロック信号により同期されている場合に、スタンダードセルへの入力信号が、クロック信号の変化以前に保持されていなければならない最小時間である。セットアップ時間違反とは、スタンダードセルへの入力信号が、セットアップ時間より短い時間で変化してしまうことである。   The setup time, which will be described later, is the minimum time that the input signal to the standard cell must be held before the clock signal changes when the standard cell is synchronized with the clock signal. The setup time violation means that the input signal to the standard cell changes in a time shorter than the setup time.

スタンダードセル配置配線工程S1では、スタンダードセルの配置、及びスタンダードセル間の配線をし、配置配線データ10を取得する。また、スタンダードセル間のスペースに冗長のゲートアレイセルを配置する。この冗長のゲートアレイセルを、配置配線したスタンダードセル間のパスに挿入することにより、半導体集積回路の論理の変更等に用いることもできる。   In the standard cell placement and routing step S1, the placement and routing data 10 is obtained by placing standard cells and wiring between standard cells. Redundant gate array cells are arranged in the space between standard cells. By inserting this redundant gate array cell into a path between standard cells arranged and wired, it can be used to change the logic of the semiconductor integrated circuit.

静的タイミング解析工程S2では、配置配線データ10に対して静的タイミング解析を行う。これにより、配置配線データ10上のタイミング違反パスを抽出する。静的タイミング解析の結果、例えば、配置配線データ10にホールド時間違反を含むホールド時間違反パス3が抽出される(図2(a))。ここで、ホールド時間違反パス3はスタンダードセル1とスタンダードセル2の間のパスであり、スタンダードセル2でホールド時間違反が発生しているものとする。ホールド時間違反は、ホールド時間違反パスに遅延セル等のゲートアレイセルを挿入することで収束が可能である。   In the static timing analysis step S2, static timing analysis is performed on the placement and routing data 10. Thereby, a timing violation path on the placement and routing data 10 is extracted. As a result of the static timing analysis, for example, a hold time violation path 3 including a hold time violation is extracted from the placement and routing data 10 (FIG. 2A). Here, the hold time violation path 3 is a path between the standard cell 1 and the standard cell 2, and it is assumed that a hold time violation occurs in the standard cell 2. The hold time violation can be converged by inserting a gate array cell such as a delay cell in the hold time violation path.

ゲートアレイセル挿入工程S3では、まず、配置配線データ10上に配置された、ゲートアレイセル5(例えば、遅延セル)を抽出する。次に、ゲートアレイセル5をスタンダードセル1とスタンダードセル2の間のパス3に挿入することにより、スタンダードセル2でのホールド時間違反の収束を図る。これにより、配置配線データ10は変更され配置配線データ20となる(図2(b))。また、ゲートアレイセル名保持工程S11により、このとき挿入したゲートアレイセル5のゲートアレイセル名50を保持する。   In the gate array cell insertion step S3, first, the gate array cell 5 (for example, delay cell) arranged on the placement and routing data 10 is extracted. Next, the gate array cell 5 is inserted into the path 3 between the standard cell 1 and the standard cell 2 so that the hold time violation in the standard cell 2 is converged. Thereby, the placement and routing data 10 is changed to the placement and routing data 20 (FIG. 2B). Also, the gate array cell name 50 of the gate array cell 5 inserted at this time is held by the gate array cell name holding step S11.

次に、静的タイミング解析工程S4では、ゲートアレイセル5がパス3に挿入されることで変更された配置配線データ20に対して静的タイミング解析を行う。静的タイミング解析の結果、パス3のホールド時間違反及びセットアップ時間違反が収束している場合、設計終了となる。静的タイミング解析の結果、ゲートアレイセル5を挿入することによりパス3のホールド時間違反が収束したものの、逆にセットアップ時間違反が発生している場合は、以下の工程によりセットアップ時間違反の収束を図る。ゲートアレイセルを挿入することによりセットアップ時間違反が発生する場合としては、例えば、ゲートアレイセル5がタイミング違反を含むパス3の近傍に配置できない場合などがある。この場合、ゲートアレイセル5を挿入するためにパス3の配線長が長くなるためセットアップ時間違反が発生する可能性がある。   Next, in the static timing analysis step S4, static timing analysis is performed on the placement and routing data 20 that has been changed by inserting the gate array cell 5 into the path 3. As a result of the static timing analysis, when the hold time violation and setup time violation of path 3 have converged, the design is completed. As a result of static timing analysis, although the hold time violation of path 3 has converged by inserting the gate array cell 5, conversely, when the setup time violation has occurred, the setup time violation is converged by the following steps. Plan. As a case where the setup time violation occurs due to the insertion of the gate array cell, for example, the gate array cell 5 cannot be arranged in the vicinity of the path 3 including the timing violation. In this case, since the wiring length of the path 3 becomes long in order to insert the gate array cell 5, a setup time violation may occur.

次の入替スタンダードセル抽出工程は、入替スタンダードセル候補の抽出工程S5と、タイミング解析工程S6と、入替スタンダードセル候補情報抽出工程S7と、入替スタンダードセル候補の絞込み工程S8とからなる。この工程により、抽出した入替スタンダードセルを、ゲートアレイセル5と入れ替えることにより、パス3のセットアップ時間違反を収束させる。   The next replacement standard cell extraction step includes replacement standard cell candidate extraction step S5, timing analysis step S6, replacement standard cell candidate information extraction step S7, and replacement standard cell candidate narrowing-down step S8. By this step, the extracted replacement standard cell is replaced with the gate array cell 5 to converge the setup time violation of the path 3.

まず、入替スタンダードセル候補抽出工程S5では、ゲートアレイセル名保持工程S11により保持されたゲートアレイセル5のゲートアレイセル名50を参照して、ゲートアレイセル5と論理が等価なスタンダードセルを配置配線データ20の中から抽出する。抽出されたスタンダードセルが、入替スタンダードセル候補となる。また、このとき、各々の入替スタンダードセル候補のパス3からの距離情報も抽出する。   First, in the replacement standard cell candidate extraction step S5, the gate array cell name 50 of the gate array cell 5 held in the gate array cell name holding step S11 is referred to and a standard cell equivalent in logic to the gate array cell 5 is arranged. Extracted from the wiring data 20. The extracted standard cell becomes a replacement standard cell candidate. At this time, distance information from the path 3 of each replacement standard cell candidate is also extracted.

次に、タイミング解析工程S6では、配置配線データ20に対して静的タイミング解析を行い、入替スタンダードセル候補のタイミング余裕の情報を抽出する。タイミング余裕とは、入替スタンダードセル候補のセットアップ時間、及びホールド時間の余裕を指す。   Next, in a timing analysis step S6, static timing analysis is performed on the placement and routing data 20, and information on timing margins of replacement standard cell candidates is extracted. The timing margin refers to the setup time and hold time margin for the replacement standard cell candidate.

次に、入替スタンダードセル候補情報抽出工程S7では、入替スタンダードセル候補の抽出工程S5と、タイミング解析S6の結果を基に、入替スタンダードセル候補の、パス3からの距離情報と、タイミング余裕度の情報を備えた候補リスト51を生成する。図4に、候補リスト51の例を示す。図4に示すように、候補リスト51には、入替スタンダードセル候補各々のタイミング余裕(セットアップ時間、ホールド時間)の情報と、違反パス3からの距離の情報を備える。   Next, in the replacement standard cell candidate information extraction step S7, based on the result of the replacement standard cell candidate extraction step S5 and the timing analysis S6, the distance information of the replacement standard cell candidate from the path 3, and the timing margin A candidate list 51 having information is generated. FIG. 4 shows an example of the candidate list 51. As shown in FIG. 4, the candidate list 51 includes information on timing margins (setup time and hold time) of each replacement standard cell candidate and information on the distance from the violation path 3.

次に、入替スタンダードセル候補の絞込み工程S8では、候補リスト51から、入替に最適な入替スタンダードセルを1つ絞り込む。入替スタンダードセル候補の絞込み工程S8では、まず候補リスト51から設定されたタイミング余裕を満たす入替スタンダードセル候補を抽出する。このため、設定されたタイミング余裕を満たした入替スタンダードセル候補については、そのタイミング余裕の大小は問題としない。次に、タイミング余裕のある入替スタンダードセル候補から、パス3からの距離が近い(近傍の)ものから順に順位をつける。この順位を、入替スタンダードセル候補の候補順位とし、候補順位が最も高い入替スタンダードセル候補(パス3からの距離が最も短い入替スタンダードセル候補)を最適な入替スタンダードセルとする。パス3からの距離とは、パス3に入替スタンダードセル候補を挿入した際のパス3の距離により定義する。つまり、図2において、スタンダードセル1とスタンダードセル2の間パス3に挿入された際に、スタンダードセル1から挿入される入替スタンダードセル候補と、挿入される入替スタンダードセル候補からスタンダードセル2までの距離の和により与えられる。ここで、例えば、入替スタンダードセルとしてスタンダードセル25が抽出されたとする。スタンダードセル25は、スタンダードセル21とスタンダードセル22の間のパス23に挿入されたスタンダードセルである。   Next, in the replacement standard cell candidate narrowing-down step S8, one replacement standard cell optimum for replacement is narrowed down from the candidate list 51. In the replacement standard cell candidate narrowing step S <b> 8, first, replacement standard cell candidates that satisfy the timing margin set from the candidate list 51 are extracted. For this reason, the size of the timing margin does not matter for replacement standard cell candidates that satisfy the set timing margin. Next, a replacement standard cell candidate having a timing margin is ranked in order from the closest (neighboring) distance from the path 3. This rank is set as the candidate rank of the replacement standard cell candidate, and the replacement standard cell candidate having the highest candidate rank (the replacement standard cell candidate having the shortest distance from the path 3) is set as the optimum replacement standard cell. The distance from the path 3 is defined by the distance of the path 3 when the replacement standard cell candidate is inserted into the path 3. That is, in FIG. 2, when the standard cell 1 and the standard cell 2 are inserted in the path 3, the replacement standard cell candidate inserted from the standard cell 1 and the replacement standard cell candidate to be inserted from the standard cell 1 to the standard cell 2 are inserted. Given by the sum of distances. Here, for example, it is assumed that the standard cell 25 is extracted as the replacement standard cell. The standard cell 25 is a standard cell inserted in a path 23 between the standard cell 21 and the standard cell 22.

次に、スタンダードセル入替工程S9では、入替スタンダードセル候補の絞込み工程S8で絞り込まれた入替スタンダードセル25と、ゲートアレイセル挿入工程S3で挿入されたゲートアレイセル5を、配線層の設計変更により、入れ替える。これにより、スタンダードセル1とスタンダードセル2の間のパス3に、スタンダードセル25が挿入される(図2(c))。さらに。スタンダードセル21とスタンダードセル22の間のパス23にゲートアレイセル5が挿入される(図2(d))。スタンダードセル入替工程S9により、配置配線データ20は変更され配置配線データ30となる(図2(c)、図2(d)。なお、配置配線データ30を、パス3に着目した図2(c)と、パス23に着目した図2(d)に分けて示しているが、図2(c)、図2(d)は同じ配置配線データ30を模式的に示したものである。   Next, in the standard cell replacement step S9, the replacement standard cell 25 narrowed down in the replacement standard cell candidate narrowing step S8 and the gate array cell 5 inserted in the gate array cell insertion step S3 are changed by changing the design of the wiring layer. Replace. As a result, the standard cell 25 is inserted into the path 3 between the standard cell 1 and the standard cell 2 (FIG. 2C). further. The gate array cell 5 is inserted into the path 23 between the standard cell 21 and the standard cell 22 (FIG. 2 (d)). The placement and routing data 20 is changed to the placement and routing data 30 by the standard cell replacement step S9 (FIGS. 2 (c) and 2 (d). Note that the placement and routing data 30 is shown in FIG. 2) and FIG. 2D focusing on the path 23, FIG. 2C and FIG. 2D schematically show the same placement and routing data 30. FIG.

次に、静的タイミング解析S10では、スタンダードセル25とゲートアレイセル5が入れ替えられた配置配線データ30に対して静的タイミング解析を行う。静的タイミング解析により、スタンダードセル25が挿入されたスタンダードセル1とスタンダードセル2の間のパス3と、ゲートアレイセル5が挿入されたスタンダードセル21とスタンダードセル22の間のパス23のタイミング違反の判定をする。タイミング解析の結果、パス3とパス23のホールド時間違反及びセットアップ時間違反が収束している場合、設計終了となる。タイミング解析の結果、パス3とパス23の何れかで、ホールド時間違反又はセットアップ時間違反が発生している場合は、入替スタンダードセル候補の絞込み工程S8に戻る。   Next, in the static timing analysis S10, static timing analysis is performed on the placement and routing data 30 in which the standard cell 25 and the gate array cell 5 are replaced. According to the static timing analysis, the timing violation of the path 3 between the standard cell 1 and the standard cell 2 in which the standard cell 25 is inserted and the path 23 between the standard cell 21 and the standard cell 22 in which the gate array cell 5 is inserted. Judgment. As a result of the timing analysis, when the hold time violation and the setup time violation of the path 3 and the path 23 have converged, the design ends. As a result of the timing analysis, if a hold time violation or a setup time violation has occurred in either path 3 or path 23, the process returns to the replacement standard cell candidate narrowing step S8.

入替スタンダードセル候補の絞込み工程S8では、候補リスト51の入替順位が次点のスタンダードセルを選び、入替スタンダードセルとする。例えば、次点のスタンダードセルとしてスタンダードセル35が抽出されたとする。スタンダードセル35は、スタンダードセル31とスタンダードセル32の間のパス33に挿入されたスタンダードセルである(図3(a))。   In the replacement standard cell candidate narrowing-down step S8, the standard cell having the next replacement order in the candidate list 51 is selected and set as the replacement standard cell. For example, it is assumed that the standard cell 35 is extracted as the next standard cell. The standard cell 35 is a standard cell inserted in a path 33 between the standard cell 31 and the standard cell 32 (FIG. 3A).

次に、スタンダードセル入替工程S9により、このスタンダードセル35と、ゲートアレイセル5を配置配線の設計変更により、入れ替えることによりタイミング違反の収束を図る。これにより、スタンダードセル1とスタンダードセル2の間のパス3に、スタンダードセル35が挿入される(図3(b))。さらに、スタンダードセル31とスタンダードセル32の間のパス33にゲートアレイセル5が挿入される(図3(c))。これにより、配置配線データ30は変更され配置配線データ40となる(図3(b)、図3(c)。なお、配置配線データ40を、パス3に着目した図3(b)と、パス33に着目した図3(c)に分けて示しているが、図3(b)、図3(c)は同じ配置配線データ40を模式的に示したものである。   Next, in the standard cell replacement process S9, the standard cell 35 and the gate array cell 5 are replaced by a design change of the placement and routing, thereby converging timing violations. As a result, the standard cell 35 is inserted into the path 3 between the standard cell 1 and the standard cell 2 (FIG. 3B). Further, the gate array cell 5 is inserted into the path 33 between the standard cell 31 and the standard cell 32 (FIG. 3C). Thereby, the placement and routing data 30 is changed to become placement and routing data 40 (FIGS. 3B and 3C). FIG. 3C focusing on 33 is shown separately, but FIG. 3B and FIG. 3C schematically show the same placement and routing data 40.

次に、静的タイミング解析S10では、配置配線データ40に対して静的タイミング解析を行い、パス3とパス33のタイミング違反の判定をする。タイミング解析の結果、パス3とパス33のホールド時間違反及びセットアップ時間違反が収束している場合、設計終了となる。タイミング解析の結果、パス3とパス33の何れかで、ホールド時間違反又はセットアップ時間違反が発生している場合は、入替スタンダードセル候補の絞込み工程S8に戻り、同様の操作を繰り返す。この工程を、パス3と入替スタンダードセルが含まれるパスのタイミング違反が収束するまで行う。   Next, in the static timing analysis S10, a static timing analysis is performed on the placement and routing data 40, and a timing violation of the path 3 and the path 33 is determined. As a result of the timing analysis, when the hold time violation and the setup time violation of the path 3 and the path 33 have converged, the design ends. As a result of the timing analysis, if a hold time violation or a setup time violation has occurred in any of the path 3 and the path 33, the process returns to the replacement standard cell candidate narrowing step S8 and the same operation is repeated. This process is performed until the timing violation of the path including the path 3 and the replacement standard cell converges.

本発明の実施形態によれば、配置配線後の配置配線データにホールド時間違反がある場合に、配線層の設計変更により、まず、ゲートアレイセルを用いてホールド時間違反の収束を図り、このゲートアレイセルを用いることによりセットアップ時間違反が発生した場合には、スタンダードセルを用いてこのセットアップ時間違反の収束を図る。このように、本実施形態では、スタンダードセルを配線層の設計変更に用いるため、設計変更の自由度を高め、セットアップ時間違反、ホールド時間違反を収束させることにより性能向上を図ること可能となる。   According to the embodiment of the present invention, when there is a hold time violation in the placement and routing data after the placement and routing, the hold layer violation is first converged by using the gate array cell by changing the design of the wiring layer. When a setup time violation occurs by using an array cell, the standard cell is used to converge the setup time violation. Thus, in this embodiment, since the standard cell is used for the design change of the wiring layer, it is possible to improve the performance by increasing the degree of freedom of the design change and converging the setup time violation and the hold time violation.

以上に説明した半導体集積回路の設計方法は、パーソナルコンピュータやワークステンション等のコンピュータに予め用意したプログラムとして実行させることができる。このプログラムは、各種記憶媒体に記憶され、コンピュータによって記憶媒体から読み出されることによって実行される。また、このプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であったもよい。   The semiconductor integrated circuit design method described above can be executed as a program prepared in advance by a computer such as a personal computer or a workstation. This program is stored in various storage media and executed by being read from the storage media by a computer. The program may be a transmission medium that can be distributed through a network such as the Internet.

本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々、変更して実施できることは勿論である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

本発明の実施形態に係る半導体集積回路の設計方法の設計フローチャートである。3 is a design flowchart of a method for designing a semiconductor integrated circuit according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る半導体集積回路の配置配線後のスタンダードセルと、ゲートアレイセルと、パスを示すレイアウトの模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a layout showing standard cells, gate array cells, and paths after placement and routing of the semiconductor integrated circuit according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る半導体集積回路の配置配線後のスタンダードセルと、ゲートアレイセルと、パスを示すレイアウトの模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a layout showing standard cells, gate array cells, and paths after placement and routing of the semiconductor integrated circuit according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る入替スタンダードセル候補の候補リストを示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the candidate list | wrist of the replacement standard cell candidate which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10、20、30 配置配線データ
1、2、21、22、25、31、32、35 スタンダードセル
3、23、33 パス
5 ゲートアレイセル
50 ゲートアレイセル名
51 候補リスト
S1 スタンダードセル配置配線工程
S3 ゲートアレイセル挿入工程
S2、S4、S6、S10 静的タイミング解析工程
S5 入替スタンダードセル候補の抽出工程
S7 入替スタンダードセル候補情報抽出工程
S8 入替スタンダードセル候補の絞込み工程
S9 スタンダードセル入替工程
S11 ゲートアレイセル名保持工程
10, 20, 30 Placement and routing data 1, 2, 21, 22, 25, 31, 32, 35 Standard cell 3, 23, 33 Pass 5 Gate array cell 50 Gate array cell name 51 Candidate list S1 Standard cell placement and routing step S3 Gate array cell insertion step S2, S4, S6, S10 Static timing analysis step S5 Replacement standard cell candidate extraction step S7 Replacement standard cell candidate information extraction step S8 Replacement standard cell candidate narrowing step S9 Standard cell replacement step S11 Gate array cell Name retention process

Claims (5)

スタンダードセルの配置配線を行う配置配線工程と、
前記スタンダードセル配置配線工程により得た配置配線データに対してタイミング解析を行う第1のタイミング解析工程と、
前記第1のタイミング解析工程の結果に基づき、前記配置配線データ上の違反を含むパスにゲートアレイセルを挿入するゲートアレイセル挿入工程と、
前記ゲートアレイセルを挿入することにより前記違反を含むパスに別の違反が発生した場合に、前記配置配線データ上から前記ゲートアレイセルと論理的に等価な入替スタンダードセルを抽出する入替スタンダードセル抽出工程と、
前記ゲートアレイセルと、前記入替スタンダードセルを配線層の設計変更により入れ替えるスタンダードセル入替工程と
を備えることを特徴とする半導体集積回路の設計方法。
Place and route process to place and route standard cells;
A first timing analysis step for performing timing analysis on the placement and routing data obtained by the standard cell placement and routing step;
Based on the result of the first timing analysis step, a gate array cell insertion step of inserting a gate array cell into a path including a violation on the placement and routing data;
Replacement standard cell extraction for extracting a replacement standard cell logically equivalent to the gate array cell from the placement and routing data when another violation occurs in the path including the violation by inserting the gate array cell Process,
A method for designing a semiconductor integrated circuit, comprising: the gate array cell; and a standard cell replacement step of replacing the replacement standard cell by a design change of a wiring layer.
前記スタンダードセル入替工程の後に、前記スタンダードセル入替工程により変更された配置配線データに対してタイミング解析を行う第2のタイミング解析工程を有し、
前記第2のタイミング解析工程の結果、前記入替スタンダードセルと前記ゲートアレイセルが入れ替えられたパスの少なくともいずれか一方にタイミング違反が発生している場合には、前記入替スタンダードセルと異なるスタンダードセルを入替スタンダードセルとして抽出し、前記ゲートアレイセルを配線層の設計変更により入れ替えることを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路の設計方法。
A second timing analysis step for performing timing analysis on the placement and routing data changed by the standard cell replacement step after the standard cell replacement step;
As a result of the second timing analysis step, if a timing violation has occurred in at least one of the paths where the replacement standard cell and the gate array cell are replaced, a standard cell different from the replacement standard cell is selected. 2. The method of designing a semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the gate array cell is extracted as a replacement standard cell and replaced by a design change of a wiring layer.
前記入替スタンダードセルが、前記違反を含むパスの近傍にあり、かつ、挿入されているパスにタイミング余裕があることを特徴とする請求項1または2記載の半導体集積回路の設計方法。   3. The method of designing a semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the replacement standard cell is in the vicinity of the path including the violation, and the inserted path has a timing margin. 前記入替スタンダードセル抽出工程は、
前記ゲートアレイセルと論理的に等価なスタンダードセルを入替スタンダードセル候補として抽出する入替スタンダードセル候補の抽出工程と、
前記配置配線データに対してタイミング解析を行うにより、入替スタンダードセル候補が含まれるパスのタイミング余裕の情報を抽出する第3のタイミング解析工程と、
前記入替スタンダードセル候補の抽出工程と前記第3のタイミング解析工程により得られた情報を基に、最適な入替スタンダードセルを抽出する入替スタンダードセル候補の絞込み工程と
を有することを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項記載の半導体集積回路の設計方法。
The replacement standard cell extraction step includes:
A replacement standard cell candidate extracting step of extracting a standard cell logically equivalent to the gate array cell as a replacement standard cell candidate;
A third timing analysis step of extracting timing margin information of paths including replacement standard cell candidates by performing timing analysis on the placement and routing data;
5. A replacement standard cell candidate narrowing-down step for extracting an optimal replacement standard cell based on the information obtained by the replacement standard cell candidate extraction step and the information obtained by the third timing analysis step. The method for designing a semiconductor integrated circuit according to any one of claims 1 to 3.
前記入替スタンダードセル候補の絞込み工程は、
前記第3のタイミング解析の結果から所定のタイミング余裕を満たす入替スタンダードセル候補を抽出する工程と、この入替スタンダードセル候補から前記違反を含むパスの最も近傍にある入替スタンダードセル候補を抽出する工程とにより、最適な入替スタンダードセルを抽出することを特徴とする請求項4記載の半導体集積回路の設計方法。
The process of narrowing down the replacement standard cell candidates is as follows:
Extracting a replacement standard cell candidate satisfying a predetermined timing margin from the result of the third timing analysis; extracting a replacement standard cell candidate closest to the path including the violation from the replacement standard cell candidate; 5. The method of designing a semiconductor integrated circuit according to claim 4, wherein an optimum replacement standard cell is extracted by the following.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013175029A (en) * 2012-02-24 2013-09-05 Fujitsu Semiconductor Ltd Layout design apparatus, layout design method and layout design program of semiconductor integrated circuit
CN112115668A (en) * 2020-08-05 2020-12-22 深圳市紫光同创电子有限公司 FPGA layout method, device, electronic equipment and computer readable medium

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