JP2000250950A - 論理回路の遅延計算方法、論理回路の遅延計算装置および論理回路の遅延計算プログラムを記録した媒体 - Google Patents

論理回路の遅延計算方法、論理回路の遅延計算装置および論理回路の遅延計算プログラムを記録した媒体

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JP2000250950A
JP2000250950A JP11049609A JP4960999A JP2000250950A JP 2000250950 A JP2000250950 A JP 2000250950A JP 11049609 A JP11049609 A JP 11049609A JP 4960999 A JP4960999 A JP 4960999A JP 2000250950 A JP2000250950 A JP 2000250950A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高速かつ高精度に論理回路の遅延計算を行う。 【解決手段】遅延計算の対象とする論理回路をそれぞれ
ゲート1個とゲートに接続された配線からなる複数の単
位回路に分割する。次に各単位回路に固定入力波形なま
りを与え仮出力波形なまりを求める。さらに、仮出力波
形なまりを次段単位回路の仮入力波形なまりとして与
え、より精度のよい出力波形鈍りを求める。この出力波
形鈍りを次段単位回路の入力波形鈍りとして与えること
により単位回路の伝播遅延を論理回路の入力から信号経
路に沿ってトレースしなくても高精度かつ高速に求める
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は論理回路の遅延計算
方法、論理回路の遅延計算装置および論理回路の遅延計
算プログラムを記録した媒体に関する。特に信号のパス
に沿って入力端子から順番に各ゲートに対する入力波形
鈍りを求めていかなくてもVLSI回路の遅延時間を高
速かつ高精度に計算できる論理回路の遅延計算方法、論
理回路の遅延計算装置および論理回路の遅延計算プログ
ラムを記録した媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】VLSIの開発に、回路の遅延時間を求
め、回路が動作するかどうかを検証する工程がある。そ
の回路の遅延時間の計算は、SPICE(Simulation Pr
ogramwith Integrated Circuit Emphasis)での電圧波形
の解析で行なえる。
【0003】しかし、SPICEによる回路の遅延時間
の計算方法は、回路全体に対して過渡解析を行なうた
め、大規模化の進むVLSIに対しては、実用時間内の
解析が不可能という問題点がある。
【0004】上述の問題点を解決する従来の遅延計算方
法の一例が、特開平10−199990号公報に記載さ
れており、図11(a)はこの公報に記載されている遅
延計算方法の模式図を示している。図11(a)に示し
た方法では、配線遅延をゲート遅延に足し込んだ形で計
算が行なわれている。図11(a)において、図11
(b)の回路の遅延時間を求める方法について説明す
る。まず、図11(a)のステップ901で、第1段ゲ
ート905に対して、回路入力の電圧波形の鈍り908
を用いて、ゲート905の遅延時間および次段ゲート9
06への入力波形鈍り909を下記の(1)式、(2)式を用
いて計算する。 (1) tpd=t0+Ksi×S+(Ks0×S+Kcl+Ro)×C0 (2) trf=s0+Ssi×S+(Ss0×S+Scl+R)×C 但し、R,Cは最終ゲートと前段ゲート間の配線負荷抵
抗、配線負荷容量で、sは最終ゲートへの入力波形鈍り
(即ち前段のtrf)、R0、C0は最終ゲートの出力
負荷抵抗、出力負荷容量であり、t0、Ksi、Ks
o、Kcl、s0、Ssi、Ssiはパラメータであ
る。
【0005】次にステップ902で、第2段ゲート90
6に対して、求められた入力波形鈍り909を用いて、
上記(1)式、(2)式から、ゲート906の遅延時間
および次段ゲートへの入力波形鈍りを計算する。このよ
うにして、順次ゲート毎に求められた入力波形鈍りを用
いて、ゲートの遅延時間と次段ゲートへの入力波形鈍り
を求めていく。そして、最終ゲート907に至るまでこ
れを繰り返し、求められた最終ゲート907の入力波形
鈍り910を用い、上記(1)式、(2)式から最終ゲ
ート907の遅延時間と出力波形鈍りを求める。
【0006】以上のように、従来法では 上記(1)
式、(2)式を用いて、回路の入力側からパストレース
をしながら各ゲートの遅延時間および次段ゲートへの入
力波形鈍りを求めることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の遅延計
算方法には、以下の問題点がある。
【0008】第1の問題点としては、順序回路等のルー
プを含む回路に対して一貫した遅延計算が行なえない点
である。
【0009】その理由に関して、図12(a)のような
3段のゲートから構成された回路に対して、入力波形鈍
り307を入力に与えた場合の計算例で説明する。
【0010】まず、図12(b)のように回路の入力か
ら与えられた入力波形鈍り307を使用して、第1段ゲ
ート301のゲート遅延326、RCネット304の配
線遅延319および次段ゲート302への入力波形鈍り
320を求める。
【0011】次に、図12(c)のように第2段ゲート
302に関して遅延計算を行ないたいわけだが、入力波
形鈍り328が求まっていないので、前段のゲート30
3の遅延計算へ移る。
【0012】図12(d)のように、第3段ゲート30
3に関しても入力波形鈍り329が求まっていないの
で、前段のゲート302の遅延計算へ移る。
【0013】そうすると、図13(e)のように入力波
形鈍り328が求まっていない第2段ゲート302の遅
延計算へ戻ってしまう。よって、信号が伝播していく順
番に入力から出力に対して順次遅延計算を行う従来例で
はここで遅延計算がとまってしまう。そこで、このまま
では遅延計算が行なえないので、図13(f)のように
第3段ゲート303へ任意の入力波形鈍り330を与え
て、第2段ゲート302への入力波形鈍り312を求め
て、遅延計算を続ける。つまり、信号の伝播する順番に
遅延計算を行う遅延計算方法では、この時点で一貫性の
ない遅延計算を行なうことになる。
【0014】そして、図13(g)のように、第2段ゲ
ート302に対して、入力波形鈍り312、320を使
用して遅延計算を行ない、ゲート遅延325、配線遅延
317、次段ゲート303への入力波形鈍り318を求
める。
【0015】最後に、図13(h)のように、第3段ゲ
ート303に対して、入力波形鈍り318を使用して、
遅延計算を行ない、ゲート遅延327、配線遅延32
1、322および出力波形鈍り323、324を求め
る。
【0016】以上のように従来例では、回路中にループ
がある場合、図10(f)のように任意の入力波形鈍り
330を使用するといった一貫性のない処理を行なわな
くてはならない。任意の入力波形鈍り330を使用した
場合には、遅延計算の精度も得られない。
【0017】第2の問題点としては、遅延計算の処理が
遅いことである。その理由は、入力波形鈍りが求まって
いないゲートに対しては、遅延計算が行えないため、前
段ゲートへの後戻り処理を行なつて波形鈍りを求めなけ
ればならず、処理が複雑になるからである。また、前段
ゲートの遅延計算を行い出力波形鈍りを求めてからでな
ければ次段ゲートの遅延計算が行えないため、複数のコ
ンピュータを用いて並列処理により、遅延計算の高速化
を行うことも困難である。
【0018】本発明の目的は、遅延計算を信号の伝播経
路の順番に行う必要がなく、順序回路等のループを含ん
だ回路に対しても一貫性を持った信頼性の高い遅延計算
方法、遅延計算装置および遅延計算プログラムを記録し
た媒体を提供することである。
【0019】また、本発明の別の目的は、前段ゲートへ
の後戻り処理を行なわずに、SPICEに近い精度が得
られ、かつ高速な遅延計算方法、遅延計算装置および遅
延計算プログラムを記録した媒体を提供することであ
る。
【0020】さらに、別な本発明の目的は、容易に並列
処理による高速化を可能とする遅延計算方法、遅延計算
装置および遅延計算プログラムを記録した媒体を提供す
ることである。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明の論理回路の遅延
計算方法は、複数のゲートと前記複数のゲートをそれぞ
れ接続する複数の配線とを含む論理回路を、それぞれゲ
ートとそのゲートに接続される配線とを単位とする複数
の単位回路に分割する第1のステップと、前記単位回路
毎に固定入力鈍りを与えたときの出力遅延を仮出力波形
鈍りとして求める第2のステップと、前記単位回路毎に
当該単位回路の入力に接続させる単位回路の前記仮出力
波形鈍りを仮入力鈍りとして与えたときの出力遅延を当
該単位回路の出力波形鈍りとして求める第3のステップ
と、前記単位回路毎に当該単位回路の入力に接続される
単位回路の前記出力波形鈍りを入力波形鈍りとして与え
当該単位回路の伝播遅延時間を求める第4のステップ
と、前記単位回路の伝播遅延時間に基いて前記論理回路
に対する入力信号が変化してから出力信号が変化するま
での信号の伝播遅延時間を求める第5のステップとを備
えたことを特徴とする。
【0022】また、本発明の論理回路の遅延計算装置
は、複数のゲートと前記複数のゲートをそれぞれ接続す
る複数の配線とを含む論理回路を、それぞれゲートとそ
のゲートに接続される配線とを単位とする複数の単位回
路に分割する回路分割手段と、前記単位回路毎に固定入
力波形鈍りを与えたときの出力遅延を仮出力波形鈍りと
して求める単位回路仮出力波形鈍り算出手段と、前記単
位回路毎に当該単位回路の入力に接続させる単位回路の
前記仮出力波形鈍りを仮入力波形鈍りとして与えたとき
の出力遅延を当該単位回路の出力波形鈍りとして求める
単位回路出力波形鈍り算出手段、前記単位回路毎に当該
単位回路の入力に接続される単位回路の前記出力波形鈍
りを入力波形鈍りとして与え当該単位回路の伝播遅延時
間を求める単位回路伝播遅延時間算出手段と、前記単位
回路の伝播遅延時間に基いて前記論理回路に対する入力
信号が変化してから出力信号が変化するまでの信号の伝
播遅延時間を求める伝播遅延時間算出手段とを備えたこ
とを特徴とする。
【0023】さらに、本発明の論理回路の遅延計算プロ
グラムを記録した媒体は、コンピュータに論理回路の遅
延計算を実行させるためのプログラムを記録した記録媒
体であって、複数のゲートと前記複数のゲートをそれぞ
れ接続する複数の配線とを含む論理回路を、それぞれゲ
ートとそのゲートに接続される配線とを単位とする複数
の単位回路に分割する第1のステップと、前記単位回路
毎に固定入力波形鈍りを与えたときの出力遅延を仮出力
波形鈍りとして求める第2のステップと、前記単位回路
毎に当該単位回路の入力に接続させる単位回路の前記仮
出力波形鈍りを仮入力波形鈍りとして与えたときの出力
遅延を当該単位回路の出力波形鈍りとして求める第3の
ステップと、前記単位回路毎に当該単位回路の入力に接
続される単位回路の前記出力波形鈍りを入力波形鈍りと
して与え当該単位回路の伝播遅延時間を求める第4のス
テップと、前記単位回路の伝播遅延時間に基いて前記論
理回路に対する入力信号が変化してから出力信号が変化
するまでの信号の伝播遅延時間を求める第5のステップ
とを備えたことを特徴とする。
【0024】
【発明の実施の形態】次に本発明の第1の実施の形態に
ついて図面を参照して詳細に説明する。図1は、第1の
実施の形態の構成を示すブロック図である。図1を参照
すると、本発明の第1の実施の形態は、ハードディスク
等のファイルの入力装置11と、プログラム制御により
動作するデータ処理装置12と、情報を記憶する記憶装
置13と、ディスプレイ装置、ファイル装置などの出力
装置14とを含む。
【0025】記憶装置13は、ゲート・RCネット記憶
装置131と仮の入力波形鈍り記憶装置132と入力波
形鈍り記憶装置133とを備えている。ゲート・RCネ
ット記憶装置131は、入力された回路の情報であるゲ
ート、RCネットを記憶する。なお、入力端子または出
力端子とゲートとの間、またはゲートとゲートとの間を
接続する配線は、抵抗と容量からなるRCネットとして
取り扱われる。仮の入力波形鈍り記憶装置132は、π
型ネットから計算された波形鈍りを記憶する。入力波形
鈍り記憶装置133は、仮の入力波形鈍りとRCネット
を使用して計算された出力波形鈍りを記憶する。
【0026】データ処理装置12は、ゲート・RCネッ
ト記憶手段121と、π型ネット変換手段122と、仮
の入力波形鈍り算出手段123と、配線遅延・出力波形
鈍り算出手段124と、ゲート遅延算出手段125とを
備える。ゲート・RCネット記憶手段121は、入力装
置11から遅延計算の対象とする論理回路のゲート及び
配線の情報を読み込み、ゲート・RCネット記憶装置1
31へ記憶させる。π型ネット変換手段122は、ゲー
ト及びゲートの出力に接続されるRCネットをゲート・
RCネット記憶装置131から取り出し、ゲートを可変
電圧源と抵抗のモデルに、RCネットをπ型ネットへ変
換してπ型ネットの出力波形鈍り算出手段123へその
ゲートモデルとπ型ネットとを渡す処理を行なう。仮の
入力波形鈍り算出手段123は、π型ネット変換手段1
22からゲートモデルとπ型ネットとを受け取り、仮の
入力波形鈍りを計算して、仮の入力波形鈍り記憶装置1
32へ記憶する処理を行なう。配線遅延・出力波形鈍り
算出手段124は、ゲート・RCネット記憶装置131
からゲートおよびRCネットを取り出し、仮の入力波形
鈍り記憶装置132からそのゲートへの仮の入力波形鈍
りを取り出して、配線遅延および出力波形鈍りを計算し
て出力装置14に出力する。また、出力波形鈍りを次段
のゲートへの入力波形鈍りとして、入力波形鈍り記憶装
置133へ記憶する。ゲート遅延算出手段125は、ゲ
ート・RCネット記憶装置131からゲートおよびRC
ネットを取り出し、入力波形鈍り記憶装置133からそ
のゲートへの入力波形鈍りを取り出して、ゲート遅延を
計算して出力装置14へ出力する。
【0027】次に図1乃至図4を参照して、第1の実施
の形態の動作について詳細に説明する。
【0028】まず、図2のステップ201で、図1のゲ
ート・RCネット読込み手段121は、入力装置11か
ら図3(a)に図示する遅延計算の対象とする論理回路
中のすべてのゲート・RCネットを読み込み、ゲート・
RCネット記憶装置131へ記憶させる。前述したよう
に、配線はRCネットとして取り扱われる。
【0029】次に、ステップ202で、ゲート・RCネ
ット記憶装置131から、1個のゲートとそのゲートの
出力に接続されているRCネットを1組の単位回路とし
て取り出す。たとえば、図3(a)のゲート1とRCネ
ット1、ゲート2とRCネット2、ゲート3とRCネッ
ト3(ゲート2の入力に接続されているRCネット3と
外部に出力されるRCネット3の両方)はそれぞれ単位
回路を構成する。このステップ202は、遅延計算の対
象とする論理回路全体から1つのゲートとRCネットと
からなる単位回路を分割していると考えることもでき
る。
【0030】次に、ステップ203で、ステップ202
で分割した単位回路のゲートを可変電圧源と抵抗のモデ
ルに、RCネットをπ型ネットへ変換する。たとえば、
図3(b)に示すようにゲート301は電圧源と抵抗R
d1のモデルに置き換え、RCネット304は、容量C
b1、Ca1、抵抗R1からなるπ型ネット308に変
換する。
【0031】次に、ステップ204で、単位回路への入
力として固定入力鈍りを与え、ステップ203で変換し
たゲートモデルとπ型ネットを用いて単位回路の出力波
形として仮出力鈍りを算出し、その単位回路の出力が接
続される単位回路の仮入力波形鈍りとして仮の入力波形
鈍り記憶部132に記憶する。たとえば、図3(d)の
電圧波形311のように可変電圧源に固定時間Δt'で0
Vから電源電圧Vddまで立ち上がるランプ入力を与え
て、ゲートモデルとπ型ネット308を用いて、π型ネ
ット308の出力波形鈍りを計算し、ゲート302及び
RCネット305からなる単位回路の仮入力波形鈍りと
して、仮の入力波形鈍り記憶装置132へ記憶する。図
3(c)、(e)も図3(d)と同様である。ただし、
図3(e)で他のゲートの入力とされていない外部に出
力されるRCネット306については仮入力波形鈍りの
算出の必要はないので図示していない。
【0032】次に、ステップ205で、すべてのネット
に対してπ型変換および仮の入力波形鈍りの計算が終了
していない場合は、他の単位回路についてステップ20
2からステップ204の処理を繰り返す。全ての単位回
路について、ステップ202からステップ204の処理
が完了した場合には、ステップ206へ進む。なお、こ
のステップ202からステップ205の処理は単位回路
間の接続とは無関係に単位回路毎に任意の順番で処理を
行うことが可能である。従って、複数のデータ処理装置
を用いて複数の単位回路について同時に並行して処理す
ることも可能である。
【0033】次に、ステップ206で、ゲート・RCネ
ット記憶装置131から、1個の単位回路に含まれる1
組のゲートとRCネットとを取り出す。その単位回路へ
の入力波形の鈍りを、仮の入力波形鈍り記憶部132か
ら取り出す。
【0034】次に、ステップ207で、ステップ206
で取り出した仮の入力波形鈍りを用いてその単位回路に
含まれるRCネットによる配線遅延と単位回路の出力波
形鈍りを計算し、出力装置14へ出力する。また、この
出力波形鈍りは、その単位回路の出力が接続される単位
回路の入力波形鈍りとして入力波形鈍り記憶部133に
記憶される。ステップ207では、ステップ204で
は、単位回路への入力として固定入力波形鈍りを与えて
いたのに対して、仮の入力波形鈍り記憶部から取り出し
た仮入力波形鈍りを用いて、出力波形鈍りを計算するの
で、ステップ204で計算した出力波形鈍りに対してよ
り正確な出力波形鈍りを計算することができる。また、
この実施の形態では、RCネットをπ型ネットに縮退せ
ずに元のRCネットを用いてより正確に出力鈍り及び配
線遅延を計算している。たとえば、図3(f)ではゲー
ト302に対する入力鈍りとして、固定時間Δt'で変化
する鈍りを与えるのではなく、図3(d)と図3(e)
で求めたtrf2‘を仮入力鈍りとして与え、π型ネッ
ト309ではなく、元のRCネット305を用いて配線
遅延twire2と出力鈍りtrf3を求めている。図
4(g)、(h)も同様である。なお、図4(h)に示
すように他のゲート入力に接続されず外部に出力される
RCネット306についても配線遅延twire3B、
出力波形鈍りtrf4が計算される。
【0035】次に、ステップ208で、すべての単位回
路に対して配線遅延および出力波形鈍りの計算が終了し
ていない場合は、ステップ206へ戻る。終了した場合
は、ステップ209へ進む。なお、このステップ206
からステップ208の処理についても単位回路毎に任意
の順番で処理を行うことが可能である。また、複数のデ
ータ処理装置を用いて複数の単位回路について同時に並
行して処理することも可能である。
【0036】次に、ステップ209で、ゲート・RCネ
ット記憶装置131から、1個の単位回路に含まれる1
組のゲートおよびRCネットを取り出し、そのゲートへ
の入力波形鈍りを入力波形鈍り記憶装置133から取り
出す。
【0037】次に、ステップ210では、ステップ20
9で取り出した入力波形鈍りを用いてその単位回路に含
まれるゲートのゲート遅延を計算し、出力装置14へ出
力する。ゲート遅延の計算は、下記の(3)式の計算式
によりテーブルルックアップ方式で、図示しない遅延テ
ーブルを参照して求められる。 (3) tpd=tpd_table(trf、CL) ここで、tpd_tableは遅延テーブル、trfは
入力波形鈍り、CLはゲートの負荷容量である。ステッ
プ210では、ステップ204で求めた仮入力鈍りより
さらに正確なステップ207で求めた入力鈍りを用いて
ゲート遅延の算出を行うので、ステップ204で求めた
仮入力波形鈍りを用いてゲート遅延を算出する場合に比
べてより正確なゲート遅延を算出することができる。ま
た、テーブルルックアップ方式を用いてゲート遅延を算
出するので、正確かつ高速にゲート遅延を算出すること
ができる。たとえば、図4(i)では、図4(g)と図
4(h)で求めた入力波形鈍りtrf2を用いてテーブ
ルルックアップ方式によりゲート遅延tpd2を求めて
いるので、正確かつ高速にゲート遅延を求めることがで
きる。図4(j)、(k)も図4(i)と同様である。
【0038】なお、図示はしないが、ステップ207で
求めた配線遅延twireとステップ210で求めたt
pdを加算することにより1つの単位回路に対して入力
が与えられてから出力が変化するまでの伝播遅延時間を
求めることができる。
【0039】次に、ステップ211で全ての単位回路に
対してゲート遅延の計算が終了していない場合には、ス
テップ209へ戻る。また、ゲート遅延の計算が終了し
た場合は、図2の流れ図が終了となる。なお、このステ
ップ209からステップ211の処理についても単位回
路毎に任意の順番で処理を行うことが可能である。ま
た、複数のデータ処理装置を用いて複数の単位回路につ
いて同時に並行して処理することも可能である。
【0040】なお、ゲート301のように他の単位回路
の出力信号ではなく、外部端子から直接信号が与えられ
るゲートはステップ207及びステップ210で、外部
から与えられる信号の鈍りがそのまま入力波形鈍りとし
て与えられる。
【0041】ここで、この明細書で使われる入力波形鈍
りtrf、ゲート遅延tpd、配線遅延twireがそ
れぞれどのような意味を持つ値であるのか、説明をして
おく。図14は、入力波形鈍りtrf、ゲート遅延tp
d、配線遅延twireの説明図である。
【0042】入力波形鈍りtrfは入力波形がVthL
からVthHまで変化する時間をVdd/(VthH−
VthL)倍した値である。ここで、Vddは電源電圧
で、VthL、VthHは下記の(4)式を満足する任
意の電圧値である。 (4) 0<VthL<VthH<Vdd ゲート遅延tpdはゲート入力電圧がVthに達してか
らゲート出力電圧がVthに達する時間である。また、
配線遅延twireは、ゲート出力電圧がVthに達し
てから次段ゲート入力電圧がVthに達するまでの時間
である。ここで、Vthは、論理閾値電圧で0<Vth
<Vddを満足する任意の電圧値である。ゲート遅延t
pdと配線遅延twireを加算すればその単位回路の
伝播遅延時間を求めることができる。
【0043】また、単位回路の伝播遅延時間は、単位回
路に対する入力の立ち上がりと立下りに対してそれぞれ
計算される。また、複数の入力を有する単位回路につい
ては、それぞれの入力の立ち上がり、立下りに対して遅
延計算が行われ、出力の立ち上がり、立下りについて遅
延が最も大きいデータと小さいデータが記録される。た
とえば、ゲート302とRCネット305からなる単位
回路に対しては、RCネット1の立ち上がり、立下り、
及びRCネット3の立ち上がり、立下りそれぞれの場合
について出力波形鈍り、伝播遅延時間が計算され、立ち
上がり出力遅延の最も大きいデータと小さいデータ、立
下り出力遅延の最も大きいデータと小さいデータが出力
装置14、入力波形鈍り記憶部133に対してそれぞれ
出力される。
【0044】さらに、遅延計算の対象となる論理回路に
含まれる全ての単位回路について、上記伝播遅延時間、
ゲート遅延tpd、配線遅延twireが求まっていれ
ば、論理回路の任意の入力端子または観測点から、任意
の出力端子または観測点までの信号の伝播時間を、信号
伝播経路に含まれる単位回路の伝播遅延時間または、ゲ
ート遅延tpd、配線遅延twireを単純に加算する
ことで容易に求めることができる。本発明の方法で求め
た単位回路の伝播遅延時間または、ゲート遅延tpd、
配線遅延twireは実際の論理回路の中で使用された
場合の入力波形鈍りを考慮しているので、単位回路の遅
延を加算しただけでも論理回路の伝播遅延時間を非常に
正確に求めることができる。
【0045】また、上述した実施の形態の説明では、各
単位回路についてステップ207による仮入力波形鈍り
trf’を使用した出力(次段への入力)波形鈍りtr
fの計算は各単位回路について1回づつしか行わなかっ
たが、仮の入力波形鈍り記憶部132に記憶された仮入
力波形鈍りtrf’とステップ207で求め入力波形鈍
り記憶部133に記憶された入力波形鈍りtrfとの差
異が大きい場合には、入力波形鈍り記憶部133に記憶
された入力波形鈍りtrfを仮の入力波形記憶部132
にコピーし、ステップ206からステップ208の処理
を繰り返すことにより、さらに精度の高い配線遅延tw
ire、出力波形鈍りtrfを求めることもできる。
【0046】この場合は、ステップ208の後に仮の入
力波形記憶部132に記憶された仮入力波形鈍りtr
f’と入力波形記憶部133に記憶された入力波形鈍り
trfを単位回路毎に比較し、すべての単位回路につい
て入力波形鈍りtrfと仮入力波形鈍りtrf’との差
が一定値以内であれば、ステップ209へ進む。一方、
1つでも入力波形鈍りtrfと仮入力波形鈍りtrf’
との差が一定値を超えるものがある場合は、入力波形記
憶部133に記憶されたすべての入力波形鈍りtrfを
仮の入力波形記憶部132にコピーし、ステップ206
へ戻る。また、配線遅延twire、出力波形鈍りtr
fは、ステップ207で出力装置14に出力するのでは
なく、とりあえず図示しないバッファーに格納してお
き、ステップ211の後に、全ての単位回路についてま
とめて、バッファーから出力装置14に、配線遅延tw
ire、出力波形鈍りtrf、ゲート遅延tpdを出力
するようにすればよい。
【0047】また、入力波形鈍りtrfを単純に新たな
仮入力鈍りtrf’として仮の入力波形記憶部132に
コピーしただけでは入力波形鈍りtrfの値が発振して
しまって一定の値に収束しないような場合があれば、入
力波形鈍りtrfと仮入力波形鈍りtrf’の中間の値
を新たな仮入力波形鈍りtrf’として仮の入力波形記
憶部132に記憶させてステップ206からステップ2
08の処理を繰り返せばよい。
【0048】次に、本発明の第2の実施の形態について
図面を参照して説明する。第2の実施の形態の説明は第
1の実施の形態と相違する点のみを重点的に説明し、第
1の実施の形態と共通する点については、説明の冗長を
避けるために省略する。
【0049】図5を参照すると、本発明の第2の実施の
形態は、記憶装置13に対して、図1に示された第1の
実施の形態における記憶装置13にπ型ネット記憶部1
34が加えられている点で異なる。
【0050】また、データ処理装置12に対して、図1
の配線遅延算出・出力波形鈍り算出手段124およびゲ
ート遅延算出手段125の代わりに図5のπ型ネットに
よる配線遅延算出・出力波形鈍り算出手段126および
π型ネットによるゲート遅延算出手段127にそれぞれ
置き換えられている点で異なる。
【0051】図5のπ型ネット記憶部134は、π型変
換手段122によりRCネットから変換されたπ型ネッ
トを記憶する。
【0052】π型ネットによる配線遅延算出・出力波形
鈍り算出手段126は、仮の入力波形鈍り記憶部132
から仮の入力波形鈍りとπ型ネット記憶部134からπ
型ネットを受け取り、配線遅延および出力波形鈍りを求
める。
【0053】π型ネットによるゲート遅延算出手段12
7は、ゲート・RCネット記憶部131からゲートを受
け取り、入力波形鈍り記憶部133からそのゲートへの
入力波形鈍りとπ型ネット記憶部134からπ型ネット
を受け取り、ゲート遅延を求める。
【0054】本発明の第2の実施の形態の動作について
第1の実施の形態と異なる点について図5乃至図8を参
照し、第1の実施の形態を説明する図2、図3と対比し
ながら説明する。
【0055】第1の実施の形態では、ステップ203で
変換された単位回路のゲートモデル、π型ネットはステ
ップ204で仮出力波形鈍りの計算に用いられただけで
あつたが、第2の実施の形態では、ステップ203で変
換された単位回路のゲートモデル、π型ネットを、後で
使用するため、単位回路毎にπ型ネット記憶部134に
記憶する点が第1の実施の形態とは異なる。
【0056】次に、第1の実施の形態では、ステップ2
06で、ゲート・RCネット記憶装置131から、1個
の単位回路に含まれる1組のゲートとRCネットとを取
り出していたのに対して、本実施の形態では、ステップ
212で、π型ネット記憶部134から1個の単位回路
に含まれる1組のゲートモデルとπ型ネットを取り出す
点が異なる。
【0057】さらに、第1の実施の形態では、ステップ
207で、元のRCネットを用いて出力波形鈍りの計算
を行っていたのに対して、本実施の形態では、ステップ
213でゲートモデル及びπ型ネットを用いて出力波形
鈍り及び配線遅延を計算している点が異なる。本実施の
形態では、ゲートモデル及びπ型ネットを用いて出力波
形鈍り及び配線遅延を計算しているので、第1の実施の
形態に比べてより高速な処理が可能となる。たとえば、
図3(f)では元のRCネット305を用いて配線遅延
twire2と出力波形鈍りtrf4を求めていたのに
対して、本実施の形態では図7(f)に示すようにゲー
ト2はゲートモデルを用い、RCネット2はπ型ネット
309を用いて配線遅延twire2と出力波形鈍りt
rf4を求めている。図8(g)、(h)も図7(f)
と同様である。なお、ステップ210、図8(i)
(j)(k)でテーブルルックアップ方式によりゲート
遅延tpd1、tpd2、tpd3を求めている点は第
1の実施の形態と同じである。
【0058】以上、述べたように、第2の実施の形態で
は、ステップ213でゲートモデル、π型ネットに縮退
したRCネットを用いて出力波形鈍りtrf、配線遅延
twireを計算しているので、第1の実施の形態に対
してより高速な計算が可能である。
【0059】
【発明の効果】第1の効果は、順序回路等のループが含
まれる回路に対しても、一貫した遅延計算を行なうこと
ができる。
【0060】その理由は、発明の実施の形態で説明した
通り、各ゲートの入力に対して遅延計算を行なう前に仮
の入力波形鈍りを求めてしまうため、ループを考慮する
必要がなくなることによる。
【0061】第2の効果は、従来法に比べ処理が簡単に
なるので実行速度が向上する。
【0062】その理由は、入力波形鈍りの求まっていな
いゲートに対しての前段ゲートへの後戻り処理が一切不
要となり、その分の処理時間が不要となることによる。
また、RCネットからのπ型ネット変換およびπ型ネッ
トから仮の入力波形鈍り算出の実行時間は、前段ゲート
への後戻り処理に比べて短いことによる。なお、本発明
によれば、遅延計算を行うゲート及びRCネットの順番
に制約を受けないので、複数のデータ処理装置を用い複
数のゲート及びRCネットに対して同じに並行して遅延
計算を行うことにより、さらに、高速化することも可能
である。
【0063】第3の効果は、SPICEに対してほとん
ど誤差のない高精度の遅延計算が高速に行なえるという
ことである。本発明の遅延計算方法による遅延計算結果
とSPICEによる遅延計算結果にほとんど誤差が見ら
れないことがすでに確認されている。具体的には、図9
に示した回路のインバータ701からバッファ719ま
での遅延時間を本発明実施の形態1の遅延計算方法とS
PICEで計算した結果を図10に示した。図10
(a)には図9の各ゲートおよび配線の遅延時間および
SPICEとの誤差の数値を示し、図10(b)には図
10(a)の数値をグラフ化した結果を示した。図10
の結果から、誤差がほとんどないことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。
【図2】第1の実施の形態の動作を示す流れ図である。
【図3】第1の実施の形態について動作の具体例を示す
回路図である。
【図4】第1の実施の形態について動作の具体例の続き
を示す回路図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。
【図6】第2の実施の形態の動作を示す流れ図である。
【図7】第2の実施の形態について動作の具体例を示す
回路図である。
【図8】第2の実施の形態について動作の具体例の続き
を示す回路図である。
【図9】本発明とSPICEの処理対象とする回路の回
路図である。
【図10】本発明とSPICEとの計算精度の比較結果
を示す図である。
【図11】従来例の動作を示す流れ図および回路例の図
である。
【図12】従来例について動作の具体例を示す回路図で
ある。
【図13】従来例について動作の具体例の続きを示す回
路図である。
【図14】入力波形鈍りtrf、ゲート遅延tpd、配
線遅延twireについての説明図である。
【符号の説明】
11 入力装置 12 データ処理装置 13 記憶装置 121 ゲート・RCネット読込み手段 122 π型変換手段 123 π型ネットの出力波形鈍り算出手段 124 配線遅延算出,出力波形鈍り算出手段 125 ゲート遅延算出手段 126 π型ネットによる配線遅延算出,出力波形鈍り
算出手段 127 π型ネットによるゲート遅延算出手段 131 ゲート・RCネット記憶部 132 仮の入力波形鈍り記憶部 133 入力波形鈍り記憶部 134 π型ネット記憶部 301 ゲート1 302 ゲート2 303 ゲート3 304 RCネット1 305 RCネット2 306 RCネット3 307 回路への入力波形鈍り 308 π型ネット1 309 π型ネット2 310 π型ネット3 311 ランプ入力の鈍りを表す固定時間Δt' 312 ゲート2への仮の入力波形鈍りtrf2' 313 ランプ入力の鈍りを表す固定時間Δt' 314 ゲート3への仮の入力波形鈍りtrf3' 315 ランプ入力の鈍りを表す固定時間Δt' 316 ゲート2への仮の入力波形鈍りtrf2' 317 RCネット2の配線遅延twire2 318 ゲート3への入力波形鈍りtrf3 319 RCネット1の配線遅延twire1 320 ゲート2への入力波形鈍りtrf2 321 RCネット3の配線遅延twire3A 322 RCネット3の配線遅延twire3B 323 ゲート2への入力波形鈍りtrf2 324 出力波形鈍りtrf4 325 ゲート2のゲート遅延tpd2 326 ゲート1のゲート遅延tpd1 327 ゲート3のゲート遅延tpd3 328 求まっていない入力波形鈍り 329 求まっていない入力波形鈍り 330 任意の入力波形鈍り 701 インバータ1 702 バッファ2 703 バッファ3 704 バッファ4 705 バッファ5 706 バッファ6 707 バッファ7 708 バッファ8 709 バッファ9 710 バッファ10 711 バッファ11 712 バッファ12 713 バッファ13 714 バッファ14 715 バッファ15 716 バッファ16 717 バッファ17 718 バッファ18 719 バッファ19 905 ゲート1 906 ゲート2 907 ゲートN 908 回路への入力波形鈍りtrf 909 ゲート2への入力波形鈍りtrf1 910 ゲートNへの入力波形鈍りtrf(N-1)

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のゲートと前記複数のゲートをそれぞ
    れ接続する複数の配線とを含む論理回路を、それぞれゲ
    ートとそのゲートに接続される配線とを単位とする複数
    の単位回路に分割する第1のステップと、 前記単位回路毎に固定入力波形鈍りを与えたときの出力
    遅延を仮出力波形鈍りとして求める第2のステップと、 前記単位回路毎に当該単位回路の入力に接続させる単位
    回路の前記仮出力波形鈍りを仮入力波形鈍りとして与え
    たときの出力遅延を当該単位回路の出力波形鈍りとして
    求める第3のステップと、 前記単位回路毎に当該単位回路の入力に接続される単位
    回路の前記出力波形鈍りを入力波形鈍りとして与え当該
    単位回路の伝播遅延時間を求める第4のステップとを含
    むことを特徴とする論理回路の遅延計算方法。
  2. 【請求項2】前記単位回路の伝播遅延時間に基いて前記
    論理回路に対する入力信号が変化してから出力信号が変
    化するまでの信号の伝播遅延時間を求める第5のステッ
    プをさらに備えたことを特徴とする請求項1記載の論理
    回路の遅延計算方法。
  3. 【請求項3】単位回路の仮出力波形鈍りと出力波形鈍り
    との差異が一定値以内に収束するまで前記出力波形鈍り
    に基いて仮出力波形鈍りを与え直して前記第3のステッ
    プを繰り返すことを特徴とする請求項1または2記載の
    論理回路の遅延計算方法。
  4. 【請求項4】前記第1のステップは、ゲートとそのゲー
    トの出力に接続される配線とを単位として分割するステ
    ップであって、 前記第2のステップは、ゲートを前記固定入力波形鈍り
    で電圧が変化する可変電圧源と抵抗のモデルに置き換
    え、配線の抵抗、容量成分をπ型ネットに縮退して前記
    仮出力波形鈍りを求めるステップであることを特徴とす
    る請求項1乃至3いずれか1項記載の論理回路の遅延計
    算方法。
  5. 【請求項5】前記第3のステップは、ゲートを前記仮入
    力波形鈍りで電圧が変化する可変電圧源と抵抗のモデル
    に置き換え、配線の抵抗、容量成分をπ型ネットに縮退
    して前記出力波形鈍りを求めるステップであることを特
    徴とする請求項4記載の論理回路の遅延計算方法。
  6. 【請求項6】複数のゲートと前記複数のゲートをそれぞ
    れ接続する複数の配線とを含む論理回路を、それぞれゲ
    ートとそのゲートに接続される配線とを単位とする複数
    の単位回路に分割する回路分割手段と、 前記単位回路毎に固定入力波形鈍りを与えたときの出力
    遅延を仮出力波形鈍りとして求める単位回路仮出力波形
    鈍り算出手段と、 前記単位回路毎に当該単位回路の入力に接続させる単位
    回路の前記仮出力波形鈍りを仮入力波形鈍りとして与え
    たときの出力遅延を当該単位回路の出力波形鈍りとして
    求める単位回路出力鈍り算出手段と、 前記単位回路毎に当該単位回路の入力に接続される単位
    回路の前記出力波形鈍りを入力波形鈍りとして与え当該
    単位回路の伝播遅延時間を求める単位回路伝播遅延時間
    算出手段とを含むことを特徴とする論理回路の遅延計算
    装置。
  7. 【請求項7】前記単位回路出力波形鈍り算出手段は、全
    ての単位回路の仮出力波形鈍りと出力波形鈍りとの差異
    が一定値以内に収束するまで前記出力波形鈍りに基いて
    仮出力波形鈍りを与え直して出力波形鈍りの算出を繰り
    返すことを特徴とする単位回路出力鈍り算出手段である
    ことを特徴とする請求項6記載の論理回路の遅延計算装
    置。
  8. 【請求項8】前記回路分割手段は、ゲートとそのゲート
    の出力に接続される配線とを単位として論理回路を分割
    する回路分割手段であって、 前記単位回路仮出力波形鈍り算出手段は、ゲートを前記
    固定入力波形鈍りで電圧が変化する可変電圧源と抵抗の
    モデルに置き換え、配線の抵抗、容量成分をπ型ネット
    に縮退して前記仮出力波形鈍りを求める単位回路仮出力
    波形鈍り算出手段であることを特徴とする請求項6また
    は7記載の論理回路の遅延計算装置。
  9. 【請求項9】前記単位回路出力波形鈍り算出手段は、ゲ
    ートを前記仮入力波形鈍りで電圧が変化する可変電圧源
    と抵抗のモデルに置き換え、配線の抵抗、容量成分をπ
    型ネットに縮退して前記出力波形鈍りを求める単位回路
    出力波形鈍り算出手段であることを特徴とする請求項8
    記載の論理回路の遅延計算装置。
  10. 【請求項10】コンピュータに論理回路の遅延計算を実
    行させるためのプログラムを記録した記録媒体であっ
    て、 複数のゲートと前記複数のゲートをそれぞれ接続する複
    数の配線とを含む論理回路を、それぞれゲートとそのゲ
    ートに接続される配線とを単位とする複数の単位回路に
    分割する第1のステップと、 前記単位回路毎に固定入力波形鈍りを与えたときの出力
    遅延を仮出力波形鈍りとして求める第2のステップと、 前記単位回路毎に当該単位回路の入力に接続させる単位
    回路の前記仮出力波形鈍りを仮入力波形鈍りとして与え
    たときの出力遅延を当該単位回路の出力波形鈍りとして
    求める第3のステップと、 前記単位回路毎に当該単位回路の入力に接続される単位
    回路の前記出力波形鈍りを入力波形鈍りとして与え当該
    単位回路の伝播遅延時間を求める第4のステップとを含
    むことを特徴とする論理回路の遅延計算プログラムを記
    録した媒体。
  11. 【請求項11】前記単位回路の伝播遅延時間に基いて前
    記論理回路に対する入力信号が変化してから出力信号が
    変化するまでの信号の伝播遅延時間を求める第5のステ
    ップをさらに備えたことを特徴とする請求項10記載の
    論理回路の遅延計算プログラムを記録した媒体。
  12. 【請求項12】単位回路の仮出力波形鈍りと出力波形鈍
    りとの差異が一定値以内に収束するまで前記出力波形鈍
    りに基いて仮出力波形鈍りを与え直して前記第3のステ
    ップを繰り返すことを特徴とする請求項10または11
    記載の論理回路の遅延計算プログラムを記録した媒体。
  13. 【請求項13】前記第1のステップは、ゲートとそのゲ
    ートの出力に接続される配線とを単位として分割するス
    テップであって、 前記第2のステップは、ゲートを前記固定入力波形鈍り
    で電圧が変化する可変電圧源と抵抗のモデルに置き換
    え、配線の抵抗、容量成分をπ型ネットに縮退して前記
    仮出力波形鈍りを求めるステップであることを特徴とす
    る請求項10乃至12いずれか1項記載の論理回路の遅
    延計算プログラムを記録した媒体。
  14. 【請求項14】前記第3のステップは、ゲートを前記仮
    入力波形鈍りで電圧が変化する可変電圧源と抵抗のモデ
    ルに置き換え、配線の抵抗、容量成分をπ型ネットに縮
    退して前記出力波形鈍りを求めるステップであることを
    特徴とする請求項13記載の論理回路の遅延計算プログ
    ラムを記録した媒体。
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