DE4029774A1

DE4029774A1 - Mehrdimensionale bildanalyse

Info

Publication number: DE4029774A1
Application number: DE4029774A
Authority: DE
Inventors: Malm Richard Laverne; Charles L Meiley
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1989-09-20
Filing date: 1990-09-20
Publication date: 1992-11-19
Also published as: GB2268291A; FR2673015A1; US5043920A; FR2673015B1; CA2024278A1; JPH0776974B2; JPH0581363A; GB9015322D0; GB2268291B

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Verbesserungen bei der Designanalyse von Logik- und Schaltkreissimulatoren und insbesondere auf eine Technik, die mehrdimensionale Sichtbarmachungstechniken verwendet, um große Datenvolumina wirksamer zu analysieren und anzuzeigen.

Beschreibung der Erfindung

Hochgeschwindigkeits-Logik- und -Schaltkreissimulatoren werden in der Computerindustrie als Hilfe beim Entwurf komplexer Systeme verwendet. Hochleistungssimulatoren erzeugen enorme Datenmengen, die die Informationsspeicherung undurchführbar machen. Um Probleme wirkungsvoll aufzuzeigen, muß die Information bei ihrer Erzeugung dem Entwerfer angezeigt werden. Die gegenwärtige Technik ermöglicht es jedoch lediglich, die Information in Form von Kurvenverläufen, Tabellen oder im Vergleich zu bekannten Werten darzustellen, um die Probleme zu ermitteln. Eine bekannte Technik zur Analysierung von Information auf einem Computerkanal ist in der US-PS 47 73 003 beschrieben. Gemäß dieser Druckschrift wird ein vorgewähltes Signalleitungsereignis ermittelt und die Information auf einer zweidimensionalen Anzeige für die weitere manuelle Analyse dargestellt. VLSI-Entwickler haben in schwieriger Weise versucht, Fehler in Entwürfen zu finden, wenn eine große Informationsmenge ohne Trend oder Sammelinformation angezeigt wird. Beispielsweise ist es für einen Entwickler sehr schwierig, die Auswirkungen einer Energierücksetzung an allen Makros zu analysieren. Es ist häufig schwierig, die Ursache für ein Problem bis zur wahren Quelle zu verfolgen. Ein typischer Netzwerk-Vorläuferbaum für das soeben beschriebene Problem kann sehr groß und tief sein. Der Baum wächst außerdem schnell und verdeckt dadurch die Ursache des Problems weiter.

Bekannte Kurvenschreiber helfen dem Entwickler bei der Analyse von Netzwerken. Sie heben jedoch nur einen Aspekt des Problems gleichzeitig hervor und können mehrere Funktionen nicht korrelieren, um die gemeinsame Ursache des Problems zu entschlüsseln.

Kurvenprogramme werden von vielen Herstellern der Engineering Design Association (EDA) angeboten, beispielsweise der LSIM-Simulator, ZYCAD, IKOS und Mentor. Eine Standardlösung trägt die Information in zweidimensionalen Kurven für jedes Netz als Funktion der Zeit auf. Die Kurven werden auf einer Graphikvorrichtung zur weiteren manuellen Anfrage angezeigt. Bis zu fünfzig Netzen werden in der vertikalen Richtung aufgezeichnet, während die Zeit vom Ursprung Null an der äußersten linken Seite aufgetragen wird. Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer bekannten Netzdarstellung. Um Fehler in vielen Netzwerken zu finden und die Simulationsinformation global sichtbar zu machen, ist ein neuer Anlauf notwendig.

Übersicht über die Erfindung

Die Erfindung besteht aus einem Computer und einer Graphikanzeige zur Verarbeitung großer Informationsmengen und zur graphischen Darstellung dieser Information. Softwareverarbeitung der Information und graphische Darstellung der verarbeiteten Information richten die Aufmerksamkeit auf fragwürdige Bereiche unter Verwendung von Farben und Schattierungstechniken, um die Aufmerksamkeit des Benutzers schnell auf Problembereiche zu lenken.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die vorangehenden und weitere Ziele, Aspekte und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher hervor.

Fig. 1 zeigt ein bekanntes Beispiel einer Kurvendarstellung von Netzen;

Fig. 2a ist eine Darstellung einer Vielnetzanzeige in Übereinstimmung mit der Erfindung;

Fig. 2b ist eine Vergrößerung einer Kurvendarstellung von einem Netzwerk einer Vielnetzdarstellung in Übereinstimmung mit der Erfindung;

Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, das die Logik zur Ausführung einer Vielnetzdarstellung in Übereinstimmung mit der Erfindung zeigt;

Fig. 4a zeigt eine Anzeige für alle Netze in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4b zeigt eine Darstellung für alle Netze zum Zeitpunkt (T) in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4c zeigt eine Darstellung für alle Netze zum Zeitpunkt (T) in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 zeigt eine dreidimensionale Darstellung einer Anzeige für alle Netze in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, das die Logik zur Ausführung einer Anzeige für alle Netze in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 7a ist eine Anzeige für alle Netze gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7b ist eine Übersicht über die Schaltungsanordnung für die Anzeige, realisiert auf Halbleiterbasis;

Fig. 8 ist eine Anzeige für alle Netze eines Takt/Zwischenraum-Verhältnisses gemäß der Erfindung;

Fig. 9 ist eine Anzeige für alle Netze von zwei Merkmalen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 ist eine Anzeige für alle Netze von zwei Merkmalen mit einer anderen Auswahl der Zeit/Abstands-Kompression in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 ist eine Anzeige für alle Netze für alle Zeit, die sich in Echtzeit mit der Farbdichte und dem X/Y-Verhältnis ändert, in Übereinstimmung mit der Erfindung; und

Fig. 12 ist ein Blockschaltbild der Hardware in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Beginnend mit der einfachen zweidimensionalen Mehrfachnetzanzeige nach Fig. 1 hat ein einfacher Einleitungsschritt die Kompression der vertikalen Aufzeichnungen zur Folge, bis alle Aufzeichnungen komprimiert sind. Der Übergang vom untersten Zustand zum höchsten Zustand würde daher als eine Zeilenfarbänderung gezeigt, nicht als eine vertikale Verbiegung einer Polygonkurve. Da mehr und mehr Netzzustände auf einem Schirm aufgetragen werden, ist der Begrenzungsfaktor die Anzahl der Abtastlinien auf der Anzeigeeinrichtung. Die Grenze wird erreicht, wenn die Logikzustände durch ein einziges Bildelement oder eine Zeile von Bildelementen dargestellt werden und unter Verwendung von Farbe als differenzierender Faktor codiert sind.

Die Kurvenform des Taktnetzes in Fig. 1, Netz 10, erforderte einhundert Bildpunkte, um den Übergang des Logikzustands zu zeigen. Unter Verwendung der soeben beschriebenen Technik ist der Anstiegs- und Abfallübergang des Netzwerks 20 in Fig. 1 durch Farbdifferenzen auf einer horizontalen Abtastzeile in Fig. 2 dargestellt. Zwei grüne Bildpunkte sind für den Abwärtszustand kennzeichnend, dann sind vier rote Bildpunkte für den undefinierten Zustand kennzeichnend, und vier blaue Bildpunkte für den Aufwärtszustand. Die grünen Bildpunkte sind in Fig. 2 durch weiße quadratische Flächen dargestellt, während die roten Bildpunkte durch leichte Grauschatten dargestellt sind und die blauen Bildpunkte durch schwarze Flächen in Fig. 2 dargestellt werden.

In Fig. 2 ist die Zeit auf der X-Achse aufgetragen, während jede Linie der Y-Achse ein separates Netz ist. So wird beispielsweise bei 30 ein Übergang vom logisch hohen zum undefinierten Zustand dadurch angezeigt, daß die schwarze Fläche in grau übergeht. In Fig. 2 besetzt jedes Netz eine einzelne Abtastzeile. Somit würde eine Gruppe undefinierter Netze als ein roter Bereich 40 auf der Anzeige sichtbar sein.

Die resultierende Anzeige hat Farbflecken, die von links nach rechts wechseln, wenn die Simulation mit der Zeit fortschreitet. Indem man es dem Benutzer gestattet, die vertikale Reihenfolge der Netzanzeige auszuwählen, beispielsweise in Netzvorgänger, den Netznachfolger oder die Distanz vom Eingangsanschluß zum Ausgangsanschluß, können verschiedene Bilder erzeugt werden, um den Sichtbarmachungsprozeß zu fördern.

Bezugnehmend auf Fig. 2 erscheint ein Ausgangsnetz nahe dem Boden 20. Das Ausgangsnetz 20 ist zum Nullzeitpunkt 25 undefiniert, wird jedoch zum mit 27 bezeichneten Zeitpunkt 4 definiert. Das Netz repräsentiert ein typisches Versorgungsrücksetzproblem eines Mikrocomputers oder einen Zugriff zu einer ungültigen Adresse. Ein Benutzer stellt fest, daß das Netz zum mit 30 bezeichneten Zeitpunkt 5 undefiniert wird, daß jedoch die Ursache wegen der Anzeige in Fig. 1 nicht erkennbar ist. Unter Verwendung bekannter Techniken, wie beispielsweise der in Fig. 1 dargestellten Kurvenformen, müßte der Benutzer das spezielle Ausgabenetz auswählen und dann die Spurverfolgung rückwärts durch viele Fenster und Netzwerke beginnen. In Fig. 2 ermöglicht die Fähigkeit, viel mehr Netzwerke optisch darzustellen, eine umfassende Übersicht über eine Vielzahl von Netzwerken und die schnelle und genaue Ermittlung der Quelle für einen Fehler.

Viele Zeilenziehroutinen sind gegenwärtig zur Ausführung der Zeilenziehaufgaben der Erfindung verfügbar. Pakete, wie beispielsweise das Graphics Programmer′s Hierarchical Interactive Graphic System (GraPhigs) oder das IBM 3277 Graphics Attachment PRQ, beschrieben in der IBM-Veröffentlichung SH20-2137 liefern die Art von Graphikunterstützung, die notwendig ist, um die Erfindung auszuführen. Die Graphikpakete sind so gestaltet, daß sie auf einer Vielzahl von Standardprozessoren und -anzeigen arbeiten, wie beispielsweise die PC/RT von IBM mit entsprechend hochauflösender Graphikanzeige, oder auf dem Steuergerät IBM 5085, verbunden mit einem System/370 Host, um eine IBM 5080-Anzeige zu betreiben, wie in Fig. 12 gezeigt.

Die Logik zur Ausführung der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. Im Funktionsblock 100 wird die Kartierung des Netzwerks bestimmt. Information über die Farbe oder die Intensität eines jeden elektrischen Zustandes und die maximale Anzahl von anzuzeigenden Netzen im Rasterbild wird vom Benutzer im Zusammenwirken mit dem Funktionsblock 110 vorbestimmt. Sodann werden die Netz stellen durch logische oder pyhsikalisch nächste Nachbarn im Funktionsblock 120 örtlich bestimmt. Der Benutzer muß dann im Funktionsblock 130 den Untersatz von Netzen auswählen, die angezeigt werden können.

Das interessierende Zeitfenster wird anschließend im Funktionsblock 140 ausgewählt. Sodann wird im Funktionsblock 150 die Anzahl der Zeitschritte berechnet, und im Funktionsblock 160 wird die Deltabewegung in horizontaler Richtung für jeden Schritt berechnet.

Eine Schleife dient dazu, jede Netzdatensimulation im Verlauf der Zeit zu verarbeiten, beginnend beim Funktionsblock 170, wo die Anzeige für die spezielle Horizontalkoordinate (x) rückgesetzt wird. Der Funktionsblock 180 setzt den Unternetzdatenzeiger auf den Start an der linken Seite der Anzeige, und der Funktionsblock 190 erhöht die Anzeige auf die nächste vertikale Stelle (y) zur Anzeige des nächsten Netzzustandes. Das Netz wird im Funktionsblock 200 erhöht, um die nächste Netzsimulationsinformation zu erhalten.

Sodann wird in eine innere Schleife im Funktionsblock 210 eingetreten, um die Netzübergangsinformation zu verarbeiten. Der Funktionsblock 210 erhöht durch die Übergangsinformation, bis das Netz abgeschlossen ist, wie im Entscheidungsblock 250 geprüft wird. Eine Prüfung auf einen Übergang in den Netzdaten wird im Entscheidungsblock 220 durchgeführt, und die Information wird bei 240 aufgetragen, wenn ein Übergang im Entscheidungsblock 230 ermittelt worden ist.

Im Anschluß an den Entscheidungsschritt beim Funktionsblock 240 oder bei Ermittlung keines Übergangs im Entscheidungsblock 230 kehrt die Steuerung zum Entscheidungsblock 250 zurück, um zu ermitteln, ob die Netzverarbeitung abgeschlossen ist. Wenn dies nicht der Fall ist, kehrt die Steuerung zur inneren Schleife beim Funktionsblock 210 zurück und setzt die Verarbeitung der Netzinformation fort. Wenn sie abgeschlossen ist, kehrt die Steuerung zum Funktionsblock 170 zurück, um zum nächsten Netz aufzusteigen. Die Verarbeitung dauert an, bis die Information angehalten wird oder der Vorgang unterbrochen wird.

Die Vielnetzanzeige erlaubt es einem Entwickler, auf große Chipmakros zu schauen, die eine Übersicht über ihr Verhalten erlangen, indem auf ein Graphikbild geschaut wird. Obgleich die Vielnetzanzeige der eben beschriebenen Art hilfreich ist, überschreiten die meisten Netzgestaltungen eintausend Netze. Ein Benutzer müßte daher durch viele Dutzend oder Hunderte von Vielnetzanzeigen hindurchsteigen, wenn er eine Gesamtübersicht erlangen möchte oder Ausnahmebedingungen finden möchte. Dies ist undurchführbar.

Um den Gesamtüberblick über das System zu erhalten, müssen die Netze durch ein dreidimensionales Volumen in Raum und Zeit auf der Graphikanzeige dargestellt werden. Das dreidimensionale Volumen zeichnet das Netz als eine Zeile in einem dreidimensionalen Raum mit Farbänderungen für Zustandsübergänge.

In einigen der nachfolgenden Figuren ist die Linie, die einen Netzzustand darstellt, als ein großer Zylinder gezeichnet mit einem Radius, der eine Funktion davon ist, wieviele Netze man gleichzeitig darstellen möchte, gerade wie bei der Vielnetzanzeige, wo die Linien eine Breite haben, die eine Funktion der Anzahl der anzuzeigenden Netze ist. Ein Beispiel ist Fig. 4a, die die Allnetzanzeige für das vorhergehende Beispiel zeigt. Die Anzeige kann durch die Netzfläche des Würfels auf eine Zeit T 400 panoramiert werden. Es sei angemerkt, daß zum Zeitpunkt (T) das letzte Netz, das in einem undefinierten Zustand begann, an der Spitze 420 des Konus 430 einen definierten Zustand erreicht.

Die Seite oder Ebene zum Zeitpunkt T wird "alle Netze" zu einem Zeitpunkt T im Würfel von "alle Netze für alle Zeit" genannt, wie in Fig. 4b am Kennzeichen 450 gezeigt. Anstatt den vollen Würfel zu zeichnen, kann dann die Ansicht von der rechten Seite als Zustand von "alle Netze" zum Zeitpunkt T gezeichnet werden, wie in Fig. 4c gezeigt. Die Größe von "alle Netze" bis zum Zeitpunkt (T) kann expandiert werden, um die Graphikanzeige auszufüllen, wobei der Würfelumriß in allen Figuren beibehalten wird, um einen visuellen Bezug 401 zu erhalten.

Die Ebene für alle Netze zum Zeitpunkt (T) bildet einen Ausgangspunkt zur Durchführung weiterer Analysen unter Verwendung üblicher Mittel, wie beispielsweise einer Quellenformanzeige zur Analyse des spezifischen Informations-Untersatzes. Das Hauptunterscheidungsmerkmal besteht darin, daß diese Technik dem Benutzer eine Anzeige des Gesamtsystems bietet. Auf der Grundlage der Systemanzeige kann der Benutzer sich in einen Problembereich vertiefen und das Problem schnell isolieren.

Nun könnte jemand den Versuch machen zu zeigen, wie ein Benutzer die Serie aller Netze in überlagerten Zeitstufen optisch darzustellen, und er würde zu einem optischen Eindruck gelangen, der in Fig. 11 gezeigt ist. Es sei bespielsweise angenommen, daß der Entwickler gern die aktiven oder Hochlastzustände erforschen möchte und daß ein Netz die Kettenreaktion in Gang setzt, wie durch die Kegelspitze 460 in Fig. 4 angezeigt.

Betrachtet man die Nachfolger dieses Netzes, dann kann man sich vorstellen, daß der Konus der Nachfolger 470 alles auf einen Hochlastzustand ändern könnte. Betrachtet man die Anzeige aller Netze zu irgendeinem Zeitpunkt, wie beispielsweise T, wie in Fig. 4c gezeigt, dann wird ein Kreis 460 als Scheibe von 470 angezeigt.

Wenn wir unsere Aufmerksamkeit jeweils auf alle Netze zum Zeitpunkt t_(n) richten, wobei n mit der Zeit zunimmt, eines nach dem anderen, oder wenn wir sie mitteln, dann wäre die optische Darstellung der Bilder der Mittelwert der Netze, wobei die Mitte 460 rot erscheinen würde (1110), jedoch würde der Außenrand nur für einen einzigen Zeitschritt 1120 rot erscheinen. Das resultierende Bild würde daher im Außenbereich wegen einer Anzeige von 1/10 Dauer weniger farbintensiv sein. Weiterhin würde die rote Farbe in der Leuchtkraft zunehmen, wenn man die Aufmerksamkeit auf die Mitte 1110 richtet. Der heißeste Bereich der Schaltung würde klar über den roten Bereich übertragen. Die durchgezogenen Kreise 1130 und 1140 stellen Netze dar, die ihre Zustände niemals ändern.

Zur Durchführung der Alle-Netze-Alle-Zeit-Anzeige wird eine dreidimensionale Kartierungssoftware verwendet, wie sie von der Mathematik geliefert wird und beispielsweise in "Mathematic, A System For Doing Mathematics By Computer" von Stephen Wolfram, 1988, ISBN 0-201019334-5 beschrieben.

Die Logik für die Alle-Netze-Anzeige ist der Logik sehr ähnlich, die für die Viele-Netze-Anzeige verwendet wird. Linien werden statt in einem zweidimensionalen in einem dreidimensionalen Raum gezogen, und der Benutzer wählt einen Betrachtungspunkt aus, um die richtige Perspektive zu erleichtern. Ein Schlüssel zu diesem Verfahren besteht in der Auswahl der richtigen Farbe oder Nicht-Farbe, um die Durchsichten durch das dreidimensionale Objekt zu erleichtern. Wenn man beispielsweise an den undefinierten Zuständen oder an Netzen interessiert ist, die niemals Übergänge zeigen, dann sollten sie die einzigen Netze sein, die aufgezeichnet werden, um eine unerwünschte Störung des Objektes zu vermeiden. Es kann auch nützlich sein, Übergangsdaten auf eine dreidimensionale Flächenschattierungsroutine zu übertragen und/oder das dreidimensionale Objekt als ein stereographisches Bild aufzuzeichnen, um die optische Darstellung zu begünstigen.

Fig. 5 zeigt nur undefinierte Zustände von Netzen und sich nicht ändernde Zustände aller Netze. Die undefinierten Netze werden durch die mit 300, 333 und 340 bezeichneten Kegel dargestellt. Wenn die Zeit von links nach rechts zunimmt, dann werden die zuvor undefinierten Netze an der mit 301 bezeichneten Kegelspitze definiert. Die Zylinder 310 und 320 repräsentieren Netze, die ihren Zustand niemals geändert haben, und die Kegel 330 und 340, die in der Größe von links nach rechts zunehmen, repräsentieren Netze, die undefiniert werden, wenn die Zeit zunimmt.

Die Erfindung kann auch Leistungsspitzen, einen Ausfall der Netzaktivität und Schaltungsstörungen für ein wirkliches Chip-Layout ermitteln. Alle Netze zum Zeitpunkt T zeigen graphisch die interessierende Funktion, in diesem Falle Leistungsspitzen, für jedes der interessierenden Netzwerke. Der Schlüssel zu dieser Analyse ist die Schaffung einer Kartierung des betreffenden Chip bis zur Alle-Netze-Raummarkierung, was es dem Entwickler erlaubt, Störungspunkte auf dem Chip schnell zu erfassen.

Zur Analyse der Netzaktivität ist keine weitere Vorverarbeitung erforderlich, für die Netzleistung oder den Netzstrom kann die Farbkartierung anders sein. Beispielsweise kann ein logischer Null-Zustand ein höherer Leistungszustand sein, als ein logischer Eins-Zustand, und daher kann die Farbe rot für diesen spezifischen Schaltkreis im Null-Zustand ausgewählt werden.

Für die Deltastromschaltanalyse könnten die Netzübergangszeiten durch Farbänderungen hervorgehoben werden. Ergebnisse könnten angezeigt werden, beginnend zum Zeitpunkt Null, und jede Ebene kann mit zunehmenden Zeitschritten dargestellt werden. Die Rate von Anzeigeänderungen ist ebenfalls einstellbar, um Farben zu mitteln und ein Gesamtgefühl für den Zustand der Maschine zu erhalten. Wenn beispielsweise Netze in einem spezifischen Bereich gewöhnlich im Hochleistungszustand sind, dann kann die integrierte Farbe dieses Bereiches rot sein. Die Netzzustände könnten automatisch gemittelt werden, oder wenn die Netze auf dem Schirm gezeichnet werden, jedoch ist es sehr viel besser, wenn der Benutzer die Anzeige auf Außergewöhnlichkeiten überwachen und die optische Information dynamisch verarbeiten kann.

Die detaillierte Logik, die der Alle-Netze-Verarbeitung zugeordnet ist, wird von Fig. 6 gezeigt. Die Logik ist identisch zu der Viele-Netze-Anzeige, ausgenommen die zusätzliche Schleife zum Ausfüllen des dreidimensionalen Bereichs in den Funktionsblöcken 430 und 440. Die Netze werden im Funktionsblock 320 vorgeordnet, so daß der (x, y)-Ausgangspunkt des Netzes eine lineare Funktion des primären Treiberkreisortes (cx, cy) auf dem Chip oder der Schaltkarte ist. Der Initialisierungsschritt verlangt vom Benutzer auch, eine Perspektive zur Betrachtung der dreidimensionalen Anzeige auszuwählen und zu entscheiden, wenn eine statische Anzeige wirksamer ist oder eine wiederholte Betrachtung aller Netze zum Zeitpunkt t_(n) ausgeführt werden soll, wobei n mit der Zeit zunimmt.

Wenn Letzteres verlangt wird, dann ist die Zeitfunktion (t) für einen kleinen Zeituntersatz zur Anzeige aller Netze zum Zeitpunkt t repräsentativ. Weiterhin könnte der Ausgangspunkt X, Y, t auf Null rückgesetzt werden, um die Alle-Netze-Anzeigen zu überlagern, anstelle sie im dreidimensionalen Raum auszubreiten. Dies erleichtert die dynamische Verarbeitung der Netzzustandsmittelung.

Für ein elektrisches Schaltungsbeispiel würde die Alle-Netze-Anzeige die folgenden Schritte durchführen:

1. Wähle die Farbe oder Intensität zur Darstellung jedes elektrischen Zustandes.
2. Wähle die Zustände, die Transparenz erfordern.
3. Wähle den Benutzer-Betrachtungspunkt (X, Y, z) im dreidimensionalen Raum.
4. Bestimme die maximale Anzahl darzustellender Netze.
5. Lege die Netze durch physikalische Positionierung und Zuordnung von X, Y, O-Ausgangspunkten fest.
6. Erzeuge einen Satz physikalischer Punkte, falls notwendig.
7. Wähle einen Untersatz von Punkten, die zu der Anzeige passen.
8. Bestimme das interessierende Zeitfenster.
9. Bestimme das Zeit/Raum-Rasterverhältnis.
10. Berechne die Anzahl der Zeitschritte und Delta T pro Zeitschritt.
11. Führe für jedes Netzdatenanzeigeergebnis aus:
- a) Index auf den nächsten X, Y, O-Ausgangspunkt, der den Ausgangspunkt des Netzes repräsentiert.
- b) Setze den Netzzustandsversatzzähler oder den Übergangszeiger zurück.
- c) Führe die Netzübergänge aus:
  - 1. Erhöhe den Netzzeiger, um den nächsten Satz von Netzsimulationsdaten zu erhalten.
  - 2. Prüfe auf einen Übergang in den Netzdaten und ändere die Farbe.
  - 3. Trage den Zeilensegmentwert vom letzten Übergang im dreidimensionalen Raum auf.
  - 4. Trage die Größe auf, falls Zeitkompression oder -dekompression im dreidimensionalen Raum.
  - 5. Verlasse die Schleife, wenn die Daten- oder Zeitfenstergrenze erreicht ist.
- d) Gehe zum Ende (Netzübergang).
12. Gehe zum Ende (Netzdaten).

Eine mögliche Alternative, die die optische Darstellung verbessert, verwendet eine Technik zu Anzeige eines Satzes von Liniensegmenten für jedes Netz. Die Anzeige würde aus einer Polygonfläche bestehen, die den Netzzustand zum Zeitpunkt T repräsentiert, und die Gestalt würde alle physikalischen Punkte in einem spezifischen Netz auf einem Chip oder einer Schaltkarte repräsentieren. Dann sieht eine weitere Verbesserung eine Zeitkompression vor, so daß die Ebene alle Netze zum Zeitpunkt T zu alle Netze zu den Zeitpunkten t_(n) bis t_(m) wird.

Es sei beispielsweise die Gestalt der Fläche ein Quadrat. Es sei weiter angenommen, daß das Quadrat sechzehn Zeitschritte repräsentiert, wobei die Zeit über das Quadrat gerastert ist, die sechzehn Zeitschritte darstellend, und ein Farbmuster bildet, das das Zeitfenster repräsentiert. Die resultierende Anzeige der Chipsimulationszustände korreliert das Elektronenstrahl-Spannungskontrastbild des behandelten physikalischen Chip mit der Auffrischungsrate der Rasteranzeige.

Fig. 7a zeigt einen Raum, der durch eine Umgrenzung 700 gekennzeichnet ist und einen Unterraum enthält, der mit 702 bezeichnet ist. Das physikalische Chipdesign 710 ist in Fig. 7b dargestellt. Die Kartierung von der Stelle x, y der Netztreiber auf dem physikalischen Chip ist mit 720, 721 und 722 bezeichnet. Es ist klar, daß die im Makro 701 gelegenen Netze die einzigen Netze auf dem Chip sind, die im undefinierten Zustand 730 beginnen und zeitlich etwas später bei 740 definiert sind.

Wenn die x, y, z-Stelle jenes Punktes im graphischen Netzraum 700 gegeben ist, kann man den x1-Punkt 741, y1-Punkt 742 auf dem Chip bestimmen und somit das Netz, das das letzte, auf einen definierten Zustand rückgesetzte Netz war. Das Ereignis endete klar zum Zeitpunkt 743.

Die drei perspektivischen Fig. 8, 9 und 10 zeigen die Netzzustandslinien als Zylinder zur Hervorhebung des Netzes und machen es klar unterscheidbar. Das einzelne gezeigte Netz ist eine Taktwellenform, und diesmal ist das Netz definiert und schwingt ständig.

Fig. 8 zeigt einen Bereich, dessen Grenze mit 800 bezeichnet ist, in Form eines Alle-Netze-Raumes. Der Raum enthält einen mit 802 bezeichneten Unterraum, der ein einzelnes Netz repräsentiert. Das Netz wird durch sechzehn Zylinder dargestellt, wobei weiß und schwarz abwechseln, wenn das Netz seinen logischen Zustand mit der Zeit ändert. Die ausgewählte Gestalt stimmt mit der Gestalt eines Netzes auf einem Chip überein (5-Gestalt). Der Zeitbereich von t0 bis t8 nimmt in Schritten von einer Sekunde zu. Zum Zeitpunkt t8 befindet sich das Netz im logischen Nullzustand und ist vollständig weiß dargestellt.

Da die Gestalt der Netzanzeige die Gestalt des physikalischen Design darstellt, kann der Benutzer die gesamte physikalische Ausdehnung und den logischen Zustand des Netzwerkes sehen. Die Fig. 9 und 10 heben ein weiteres Merkmal hervor. Die ausgewählte Gestalt stimmt mit der Gestalt eines Netzes auf einem Chip überein (Quadrat), und die Taktrate des Netzes stimmt mit der Auswahl des Zeitauftrags überein. Indem es dem Benutzer ermöglicht ist, diese Zeitkompression oder -dekompression in eine Raumdarstellung zu steuern, kann der Benutzer Muster untersuchen, was es ihm hilft, die Art, in der das System funktioniert, zu verstehen. Anstelle daß Ebenen eine Zeitperiode repräsentieren, wie in Fig. 8, kann in Fig. 9 die Zeit komprimiert oder sich als über das Bild gerastert vorgestellt werden.

Wieder ist ein Raum mit einer Grenze 900 für alle Netze umgeben und enthält einen Unterraum, der mit 902 gekennzeichnet ist, der für ein einzelnes Netz kennzeichnend ist, das durch sechzehn Bildpunkte repräsentiert ist. Das Zeitraster ist mit 903 bezeichnet. Der letzte Zeitpunkt ist 910. Eine andere Auswahl der Zeitraumkompression wird zur Erzeugung der Fig. 10 verwendet. Man beachte die Unterschiedlichkeit des Aussehens und die verschiedenen Muster von der Seite 1010 und der Seitenansicht 1020.

Detaillierte Logik

Eine Ausführungsform der Erfindung zur Analyse und Untersuchung von VLSI-Chips wird mittels einer Paskal-Quellencodeliste angegeben, um die detaillierte Logik der vorliegenden Erfindung zu erläutern. Die Paskal-Quellencodeliste, wie gegenwärtig von IBM verwendet, ist als Programm für eine Datenverarbeitungsanlage abge faßt und beim Deutschen Patentamt zur freien Akteneinsicht hinterlegt. Die Quellencodeliste umfaßt 35 Seiten.

Claims

1. Verfahren zum graphischen Analysieren von Schaltungsnetzwerkinformation unter Verwendung einer Vielzahl visueller Hinweise, umfassend die folgenden Schritte:

a) Auswählen eines visuellen Hinweises, der für eine ausgewählte Schaltkreiszustandsinformation repräsentativ ist;
b) Sortieren der Schaltkreisnetzwerkinformation und Zuordnen eines Ausgangspunktes zu einer speziellen physikalischen Position;
c) Bestimmen eines interessierenden Zeitfensters; und
d) Anzeigen visueller Hinweise, die Zeit und die Schaltkreisnetzwerkinformation korrelieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Mitteln der Schaltkreisinformation und das dynamische Darstellen visueller Hinweise, die für die gemittelte Schaltkreisnetzwerkinformation repräsentativ sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Prüfen auf einen Übergang in der Schaltkreisnetzwerkinformation und das Ändern der Anzeigefarben bei Ermittlung eines Übergangs.

4. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin enthaltend das Auftragen eines Liniensegmentwertes von einem letzten Übergang in der Schaltkreisnetzwerkinformation im dreidimensionalen Raum als den visuellen Hinweis.

5. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin enthaltend das Anzeigen einer dreidimensionalen Figur, die für die Schaltkreisnetzwerkinformation repräsentativ ist, als den visuellen Hinweis.

6. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin enthaltend das Auswählen einiger Schaltkreisnetzwerkinformation zur transparenten Darstellung.

7. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Auswählen der Perspektive zur Betrachtung der Schaltkreisnetzwerkinformation.

8. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin enthaltend das Korrelieren der Zeitlinie mit einer räumlichen Rasteranzeigerate.

9. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin enthaltend das Anzeigen eines stetigen Schaltkreisnetzwerkinformationszustandes durch Überlagern von Farben auf einer Anzeige.

10. Vorrichtung zur graphischen Analyse von Schaltkreisnetzwerkinformation unter Verwendung einer Vielzahl visueller Hinweise, enthaltend:

a) eine Einrichtung zum Auswählen eines visuellen Hinweises, der für eine ausgewählte Schaltkreiszustandsinformation repräsentativ ist;
b) eine Einrichtung zum Sortieren der Schaltkreisnetzwerkinformation durch physikalische Position und Zuordnung eines Ausgangspunktes zu einer speziellen physikalischen Position;
c) eine Einrichtung zum Bestimmen eines interessierenden Zeitfensters; und
d) eine Einrichtung zum Anzeigen visueller Hinweise, die Zeit und die Schaltkreisinformation korrelieren.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, weiterhin enthaltend eine Einrichtung zum Mitteln der Schaltkreisnetzwerkinformation und zum dynamischen Darstellen visueller Hinweise, die die gemittelte Schaltkreisnetzwerkinformation repräsentieren.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, weiterhin enthaltend eine Einrichtung zum Prüfen auf einen Übergang in der Schaltkreisnetzwerkinformation und zum Ändern von Anzeigefarben bei Ermittlung eines Übergangs.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, weiterhin enthaltend eine Einrichtung zum Auftragen eines Liniensegmentwertes von einem letzten Übergang in der Schaltkreisnetzwerkinformation im dreidimensionalen Raum als den visuellen Hinweis.

14. Vorrichtung nach Anspruch 10, weiterhin enthaltend eine Einrichtung zum Anzeigen einer dreidimensionalen Figur, die für die Schaltkreisnetzwerkinformation repräsentativ ist, als den visuellen Hinweis.

15. Vorrichtung nach Anspruch 10, weiterhin enthaltend eine Einrichtung zum Auswählen einiger Schaltkreisnetzwerkinformation für eine transparente Anzeige.

16. Vorrichtung nach Anspruch 10, weiterhin enthaltend eine Einrichtung zum Auswählen einer Perspektive für die Betrachtung der Schaltkreisnetzwerkinformation.

17. Vorrichtung nach Anspruch 10, weiterhin enthaltend eine Einrichtung zum Korrelieren der Zeitlinie mit einer räumlichen Rasteranzeigerate.

18. Vorrichtung nach Anspruch 10, weiterhin enthaltend eine Einrichtung zum Anzeigen eines stetigen Schaltkreisnetzwerkinformationszustandes durch Überlagern von Farben auf einer Anzeige.

19. Verfahren zum graphischen Analysieren von Schaltkreisnetzwerkinformation unter Verwendung einer dreidimensionalen Anzeige, die eine Vielzahl visueller Hinweise hat, enthaltend die folgenden Schritte:

a) Auswählen eines visuellen Hinweises, der für ausgewählte Schaltkreiszustandsinformation repräsentativ ist;
b) Bestimmen eines interessierenden Zeitfensters; und
c) Anzeigen visueller Hinweise, die Zeit und die Schaltkreisnetzwerkinformation korrelieren, auf der dreidimensionalen Anzeige.

20. Verfahren zum Analysieren von zeitabhängiger Zustandsinformation unter Verwendung einer dreidimensionalen Anzeige, die eine Vielzahl visueller Hinweise enthält, umfassend die Schritte:

a) Auswählen eines visuellen Hinweises, der für die zeitabhängige Zustandsinformation repräsentativ ist;
b) Bestimmen eines interessierenden Zeitfensters; und
c) Anzeigen visueller Hinweise, die Zeit und die zeitabhängige Zustandsinformation korrelieren, auf der dreidimensionalen Anzeige.