JP2001160080A

JP2001160080A - オブジェクト指向言語によるシステムのシミュレーション方法、装置及びそのプログラムを記録した記録媒体

Info

Publication number: JP2001160080A
Application number: JP34395999A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ryu; 浩史笠; Yusuke Kato; 雄祐加藤
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1999-12-02
Filing date: 1999-12-02
Publication date: 2001-06-12
Also published as: US6882966B2; US20010021903A1

Abstract

(57)【要約】【課題】システムおよび回路モジュールの記述ならびに
各モジュール間の接続に関する記述や、システム、回路
モジュールの拡張、変更等を、より容易にかつ確実に行
うことができるようにする。【解決手段】複数の回路モジュールからなるシステムを
ソフトウェアによってシミュレーションするシミュレー
ション方法において、オブジェクト指向言語を用い、基
本となるＣＰＵ、バスマスタＩ／Ｆ等の回路モジュール
をクラスとして記述した複数の回路基底クラス301〜304
をあらかじめクラスライブラリ300として用意してお
き、これらの回路基底クラス301〜304を継承すること
で、シミュレーションする回路モジュールをクラス101
〜103として記述し、クラス101〜103として記述した複
数の回路モジュールを組み合わせることで、シミュレー
ションするシステム記述104を作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＳＯＣ（Sy
stem On a Chip）等の複数の回路モジュールから構成さ
れている大規模なシステムをソフトウェアによってシミ
ュレーションする際に用いて好適なオブジェクト指向言
語を用いたシステムのシミュレーション方法並びにシミ
ュレーション装置及びシミュレーションプログラムを記
録した記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】システムを設計するときなどに用いられ
る従来のソフトウェア・シミュレータの一つにＨＤＬ
（Hardware Description Language；ハードウェア記述
言語）を用いたものがある。図３７は、従来のＨＤＬに
おける回路モジュール間の接続例を示す説明図であり、
（ａ）はＨＤＬによる回路モデルの記述例を、そして
（ｂ）は（ａ）の記述例に対応する模式図を示してい
る。ＨＤＬで記述された回路モジュールの入出力は、各
端子によって行われる。回路モジュールの間の通信は、
信号線を端子に接続することによって行われる。例え
ば、図３７（ｂ）に示すように、回路モジュールＣの中
に回路モジュールＡと回路モジュールＢが存在する場合
に、回路モジュールＡの端子ａ１と回路モジュールＢの
端子ｂ１を接続するには、回路モジュールＣの中に信号
線ｃ１を作り（図３７（ａ）の）、回路モジュールＡ
の端子ａ１を回路モジュールＣの信号線ｃ１に接続し
（）、そして、回路モジュールＢの端子ｂ１を回路モ
ジュールＣの信号線ｃ１に接続することで行われる
（）。信号線が接続されると、一方のシミュレーショ
ンモデルがその信号線をドライブし、他方のシミュレー
ションモデルがその信号値を観測することで、信号伝播
を行うことができる。回路モジュール間を正しく通信さ
せるには、一方の回路モジュールの端子を他方の回路モ
ジュールの端子に正しく接続する必要がある。

【０００３】ここで、複数の回路モジュールからなるシ
ステムを設計する場合に、ＨＤＬ等によるソフトウェア
シミュレータを用いるときの一般的な設計手順について
説明する。まず、システムを複数の回路モジュールに分
割する。このとき、後で結合することを考え、各回路モ
ジュールのインターフェースの規約を定める。インター
フェースの規約とは、ある回路モジュールのどの端子が
どのような信号線幅を持ち、どのような役割をするかを
記したものである。この規約は、複数の設計者の間で共
有できるようにするため、自然言語で文書に記述される
か、口頭で伝えられ、各回路モジュールはこの規約に従
って作成される。

【０００４】すべての回路モジュールが作成されたら、
各回路モジュールが互いに通信を行うように組み合わせ
て、ＨＤＬによってシステムを作成（記述）する。各回
路モジュールが規約に従っているかどうかは、目視か、
実際にシステムのシミュレーションを行って結果を観測
することで行われる。シミュレーション結果が正しいこ
とが確認されたら、このＨＤＬ記述を元に実際の回路を
作成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来のＨＤＬ等によるソフトウェアシミュレーション
は、もともと小規模な回路モジュールあるいは回路シス
テムを検証するために開発されてきたものである。した
がって、高い集積度を有するＬＳＩ（Large Scale Inte
gration）等のＳＯＣに適用するのには、いくつかの課
題が生じてきている。

【０００６】例えば、２つの回路モジュールを接続する
場合には、回路モジュール双方の端子の役割を確認する
必要がある。しかしながら、従来のＨＤＬ等によるシミ
ュレータでは、この役割を確認するための作業が自動的
に行われるようにはなっていなかった。例えば、ＨＤＬ
では端子の名前を自由に設定できるため、クロック、リ
セットなどの、ある決まった意味を持つ端子について、
その名前が回路モジュール毎にばらばらになる可能性が
ある。その場合、端子間を信号線で接続する際には、回
路モジュール毎にどの端子がどの意味を持つかを、ＨＤ
Ｌ記述と、他の文書などを、人間が目視により照合して
確認する必要がある。このため、複数の回路モジュール
を接続してシステムを組み上げるときに、モジュール間
の接続確認のために設計者に面倒な手作業を強いること
となっていた。

【０００７】また、回路モジュールを接続する場合に
は、各回路モジュールごとに接続先の回路モジュールの
すべての端子について記述する必要があるため、一旦記
述した接続を変更する場合等に多数箇所の記述を変更す
る必要があるという課題があった。例えばＨＤＬでは、
仮にある回路モジュールのクロック端子だけに入力を与
えれば良い場合でも、その回路モジュールのすべての端
子について、それらを接続するかしないかを記述する必
要がある。つまり、接続先を変更する度に、接続先の回
路の詳細な情報を記述しなくてはならない。このため、
システムを構成する回路モジュールを入れ換える場合等
に、面倒な作業が必要となっていた。

【０００８】一方、上述したような従来のＨＤＬ等によ
るソフトウェアシミュレーションと異なる技術であっ
て、複数のモジュールによるシステムの開発により適し
たシミュレーション方法を提供するための技術が、文献
『OO-VHDL Object-Oriented Extensions to VHDL』（IE
EE Computer，Oct. 1995，pp. 18-26）に提案されてい
る。この文献に記載されているシミュレーション方法
は、従来のＨＤＬにオブジェクト指向言語の特徴を組み
入れた新たな言語を用い、各モジュールおよび各モジュ
ール間の接続を記述するものである。例えば、“クラ
ス”や“継承”といったオブジェクト指向言語の特徴を
利用することで、各モジュールの記述や再利用をより容
易にしようとする技術が記載されている。しかしなが
ら、この文献には、それに記載されているシミュレーシ
ョン方法あるいはモジュールの記述方法を種々の回路モ
ジュールを複数接続した大規模なシステムに適用する場
合の具体的な手法が示されていなかった。

【０００９】また、大規模なシステムのシミュレーショ
ンに、オブジェクト指向言語の１つであるＣ＋＋言語を
使用する方法が、文献『ＳＯＣの事前検証を実現するＣ
＋＋シミュレータ「ClassMate」』（電子情報通信学
会、信学技報VLD98-46，1998-09）に提案されている。
しかしながら、この文献に記載されているシミュレーシ
ョン方法あるいはモジュールの記述方法は、オブジェク
ト指向言語の利点を十分に利用していなかった。そのた
め、各モジュールの再利用や各モジュール間の接続に関
しては、ＨＤＬと同様の問題が生じていた。

【００１０】本発明は、具体的に、従来の技術にくら
べ、複数モジュールによって構成されるシステムをソフ
トウェアによってシミュレーションする際に、システム
および回路モジュールの記述ならびに各モジュール間の
接続に関する記述や、システム、回路モジュールの拡
張、変更等を、より容易にかつ確実に行うことができる
ようにするためのオブジェクト指向言語によるシステム
のシミュレーション方法並びにシミュレーション装置及
びシミュレーションプログラムを記録した記録媒体を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、複数の回路モジュールから
なるシステムをソフトウェアによってシミュレーション
するシミュレーション方法において、オブジェクト指向
言語を用い、基本となる回路モジュールをクラスとして
記述した複数の回路基底クラスをあらかじめライブラリ
として用意しておき、ライブラリとして用意されている
回路基底クラスを継承することで、シミュレーションす
る回路モジュールをクラスとして記述し、クラスとして
記述した複数の回路モジュールを組み合わせることで、
シミュレーションするシステムの記述を行うことを特徴
としている。

【００１２】また、請求項２記載の発明は、ライブラリ
に用意されている回路基底クラスを継承することで、シ
ステムをクラスとして記述することを特徴としている。
また、請求項３記載の発明は、少なくとも、クロック信
号に非同期で動作する回路を含む回路の性質を有するコ
ンポーネントクラスと、コンポーネントクラスを基本ク
ラスとする派生クラスであって、クロックに同期して動
作する回路の性質を有する同期モジュールクラスとを、
回路基底クラスとして、あらかじめライブラリに用意し
ておくことを特徴としている。

【００１３】また、請求項４記載の発明は、さらに、バ
スの性質を有するバスクラスと、バスマスタの性質を有
するバスマスタクラスと、バススレーブの性質を有する
バススレーブクラスとを、同期モジュールクラスの派生
クラスとして記述された回路基底クラスとして、あらか
じめライブラリに用意しておくことを特徴としている。
また、請求項５記載の発明は、さらに、同期モジュール
クラスを基本クラスとするものであって、バスマスタイ
ンターフェースの性質を有するバスマスタインターフェ
ースクラスと、バススレーブインターフェースの性質を
有するバススレーブインターフェースクラスとを、回路
基底クラスとして、あらかじめライブラリに用意してお
くことを特徴としている。

【００１４】また、請求項６記載の発明は、さらに、同
期モジュールクラスを基本クラスとするものであってバ
スマスタの性質を有するバスマスタクラスと、バスマス
タクラスを基本クラスとするものであって中央処理装置
の性質を有する中央処理装置クラスとを、回路基底クラ
スとして、あらかじめライブラリに用意しておくことを
特徴としている。また、請求項７記載の発明は、さら
に、同期モジュールクラスを基本クラスとするものであ
って、バスを含む回路の１階層の性質を有する階層クラ
スを、回路基底クラスとして、あらかじめライブラリに
用意しておくことを特徴としている。また、請求項８記
載の発明は、さらに、バススレーブクラスを基本クラス
とするものであってメモリの性質を有するメモリクラス
を、回路基底クラスとして、あらかじめライブラリに用
意しておくことを特徴としている。

【００１５】また、請求項９記載の発明は、コンピュー
タを用い、請求項１〜８のいずれか１項に記載のシミュ
レーション方法を実行するシミュレーション装置であ
る。また、請求項１０記載の発明は、請求項１〜８のい
ずれか１項に記載のシミュレーション方法をコンピュー
タを用いて実行する際に用いられるプログラムを記録し
た電子計算機読み取り可能な記録媒体である。

【００１６】上述したように、本発明は、システムのシ
ミュレーションモデルを記述する方法に主要な特徴を有
している。本発明では、オブジェクト指向言語を用いて
システムを記述することを特徴としている。これによ
り、回路モジュールが持つべき性質を、クラス・ライブ
ラリとして用意することが可能となる。また、ユーザ
（設計者）が回路モジュールを記述する際は、この性質
を継承して記述することを可能としている。これらによ
り、（１）回路モジュールの差し替えが容易になる、回
路モジュール間の接続の正しさが自動で検査される、
（２）情報表示の仕組みを共通に使用することができ
る、（３）シミュレーション制御の仕組みを共通に使用
することができる、（４）回路のインターフェース部の
記述が十分であるかどうかを自動で検査できる等の利点
を得ることが可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明によ
るシミュレーション方法の実施の形態について説明す
る。なお、本実施の形態においては、シミュレーション
モデルをＣ＋＋言語を用いて記述するものとする。ここ
で、Ｃ＋＋言語およびこの説明において用いる用語の定
義について説明する。

【００１８】［Ｃ＋＋言語］

【００１９】Ｃ＋＋は、プログラミング言語の１つで、
オブジェクト指向言語に分類される。Ｃ＋＋で用いられ
る用語に、クラス、メンバ関数（メソッド）、オブジェ
クト、継承、基本クラス、派生クラス、オーバーライド
（オーバーロード）、純粋仮想関数等がある。クラスと
は、ある性質を表すものである。この性質はメンバ関数
などによって記述される。メンバ関数とは、クラスに対
する操作を規定したものである。メンバ関数はメソッド
と呼ばれることがある。一般に、クラスClassXにメンバ
関数Function1という操作が許されているとき、クラスC
lassXはメンバ関数Function1を持つという。オブジェク
トとは、クラスを具現化した実体である。例えば、上記
クラスClassXを具現化してオブジェクトObjectXを得た
とき、オブジェクトObjectXをクラスClassXのオブジェ
クトという。オブジェクトはクラスに規定された性質を
持つ。例えば、図１に示すＣ＋＋言語の記述例では、ク
ラスClassAはメンバ関数Function1とFunction2を持つの
で（）、ObjectAもFunction1とFunction2を持つ
（）。

【００２０】継承とは、あるクラスの性質を別のクラス
に引き継ぐことを言う。具体的には、あるクラスに定義
されたメンバ関数がそのまま継承されたクラスにも定義
される。例えば、上記クラスClassAを継承して別のクラ
スClassBを作成した場合（）、クラスClassAはメンバ
関数Function1を持つと規定されているので、ClassBはF
unction1について特に規定しなくても、暗黙的にFuncti
on1を持つことになる（）。

【００２１】基本クラスとは、継承される側のクラスの
ことである。上記例では、クラスClassAはクラスClassB
の基本クラスであるという（）。派生クラスとは、継
承する側のクラスのことである。上記例では、クラスCl
assBはクラスClassAの派生クラスであるという。派生ク
ラスの定義は、で示す文のように、定義する派生クラ
ス名（クラスClassB）を予約語“class”にあとに記述
し、それに続いて“：（コロン）public 基本クラス名
（ClassA）”と記述することで行う。ここで“public”
は派生方法（基本クラスのメンバーへのアクセス方法
（公開派生））を指定する予約語である。派生クラスの
オブジェクトは、基本クラスのオブジェクトとして扱う
ことができる。例えば上記の例において、クラスClassB
のオブジェクトObjectBは、クラスClassAのオブジェク
トとしても扱うことができる（）。

【００２２】オーバーライドとは、すでに基本クラスで
定義されているメンバ関数の動作を、派生クラスで再定
義することをいう。例えば図１において、クラスClassA
ではメンバ関数Function2がどのような動作するかが定
義されているが（の“…”の部分（ただし詳細な記述
は省略））、派生クラスClassBではこの動作が好ましく
ないとする。このような場合、クラスClassBでメンバ関
数Function2を再定義することで、メンバ関数Function2
の動作を変更できる（）。これを、クラスClassBでメ
ンバ関数Function2をオーバーライドするという。クラ
スClassBでメンバ関数Function2をオーバーライドすれ
ば、クラスClassBのメンバ関数Function2はクラスClass
Aのメンバ関数Function2と異なる動作をする。

【００２３】あるクラスが持つメンバ関数のうち、その
クラスでは関数の処理の内容が定義されていないもの
を、純粋仮想関数と呼ぶ（；“関数＝0”の形式で記
述）。純粋仮想関数を持つクラスのオブジェクトを生成
しようとするとコンパイル時にエラーとなる（；図１
の“//”はＣ＋＋言語においてコメントを示す記号であ
る。）。純粋仮想関数を持つクラスは継承とともに用い
られる、派生クラス側で純粋仮想関数がオーバーライド
されることを前提としている（（10））。

【００２４】［前提事項］

【００２５】次に、本実施の形態を実施する際、すなわ
ちシミュレーションを行う際に前提となる事項について
説明する。通常、システムを構築する場合には、役割毎
にシステムをいくつかのブロックに分ける。これらのブ
ロックを回路モジュールと呼ぶ。ここで、各回路モジュ
ールが他の回路モジュールとどのような通信を行うかを
決める。そして、これらの回路モジュールをそれぞれ個
別に設計する。すべての回路モジュールの設計が終了し
た後、これらの回路モジュールを組み上げ、１つのシス
テムにする。システムはこれらの複数の回路モジュール
が通信し合うことにより動作する。このようなシステム
のシミュレーションを行う手順は、以下の通りである
（図２）。

【００２６】１．シミュレーション対象となるシステム
をＣ＋＋言語により記述する。

【００２７】（Ａ）各回路モジュールのクラスを宣言す
る（図２の）。図２の例では、ユーザ作成クラスとし
て、ＣＰＵクラス１０１、バスマスタインターフェース
クラス１０２、バスクラス１０３を作成している。

【００２８】（Ｂ）システム全体のシミュレーションモ
デル（システム記述１０４）を作成する（）。まず、
システムに含まれる各回路クラスのオブジェクトを作成
する（）。次に、各回路オブジェクト間を接続し、回
路オブジェクト間の通信を記述することで、システム全
体のシミュレーションモデルを記述する（）。回路オ
ブジェクト間の接続は、一方の回路オブジェクトＡのポ
インタを他方の回路オブジェクトＢに渡すことにより行
う。また、回路オブジェクト間の通信は、例えば、一方
の回路オブジェクトＡの関数を他方の回路オブジェクト
Ｂから実行することにより行う（図３参照）。図３は、
オブジェクトObjectBがオブジェクトObjectAから引数ｉ
で示されるデータを取り込む（GetData）場合のＣ＋＋
言語による記述例（ａ）とその模式図（ｂ）を示してい
る。

【００２９】（Ｃ）次に、回路の情報表示部を組み込
む。シミュレーションによる事前検証の段階では、例え
ばＣＰＵやバスがどのような動作をしているかを知る必
要がある。例えば、現在ＣＰＵはソフトウェアのどの部
分を実行しているか、ＣＰＵ上で動いているソフトウェ
アの各変数はどのような値になっているか、バスの占有
率はどれくらいか、バスをどのマスタが使用している
か、などである。これらの情報を表示する処理を行う記
述もシステムの記述に付加する。図２では、あらかじめ
ライブラリにとして用意しておいたＣＰＵの情報を表示
するための記述を、ＣＰＵ情報表示部１０５として、ま
た、バスの情報を表示するための記述を、バス情報表示
部１０６として、それぞれ、必要箇所に、また必要な変
更を加えて、システム記述１０４に取り込むこととして
いる。

【００３０】２．シミュレーション制御部を組み込む。

【００３１】シミュレーション実行中はユーザの指示に
応じて、システムをリセットしたり動作させたりする必
要がある。そこで、ユーザの指示に応じてシステムの制
御を行う機構（シミュレーション制御部１０７）をシス
テムの記述１０４に付加することでシミュレータソース
１０８を完成させる。

【００３２】３．項目２．で記述したシミュレーション
モデル（シミュレータソース１０８）をＣ＋＋コンパイ
ラ１０９でコンパイルして、シミュレータの実行形式
（シミュレータ１１０）を得る。

【００３３】４．シミュレータ１１０を実行することに
より、シミュレーションを行う。

【００３４】シミュレーションによりシステムの動作が
正しいことが確認されたら、このＣ＋＋記述を元に実際
の回路を作成する。

【００３５】［本発明による実施の形態の具体的構成］

【００３６】本実施の形態で用いるクラスについて説明
する。本実施の形態では、図４のようなクラスを、クラ
ス・ライブラリとして用意する。本実施の形態では、図
４に示すように、回路全般に共通する性質を有するクラ
スCmComponent（コンポーネントクラス）、クロックに
同期して動作する回路の性質を有するクラスCmSyncModu
le（同期モジュールクラス）、バスマスタのメイン部の
性質を有するクラスCmBusMaster（バスマスタクラ
ス）、バススレーブのメイン部の性質を有するクラスCm
BusSlave（バススレーブクラス）、バスマスタインター
フェースの性質を有するクラスCmBusMstIntf（バスマス
タ・インターフェースクラス）、バススレーブインター
フェースの性質を有するクラスCmBusSlvIntf（バススレ
ーブ・インターフェースクラス）、バスの性質を有する
クラスCmBusSystem（バスクラス）、ＣＰＵの性質を有
するクラスCmCpu（ＣＰＵクラス）、メモリの性質を有
するクラスCmMemory（メモリクラス）、そして、バスを
含む回路の１階層の性質を有するクラスCmHier（階層ク
ラス）を定義することとする。

【００３７】本発明においては、あらかじめライブラリ
として用意するこれらのクラスを、回路基底クラスと呼
ぶ。これらのクラスの間には、図５に示す継承関係があ
る。すなわち、図５においては、クラスCmSyncModule
（２０２）がクラスCmComponent（２０１）を継承し、
それ以外の各クラス（クラスCmBusMaster（２０３）、
クラスCmBusSlave（２０４）、クラスCmBusMstIntf（２
０５）、クラスCmBusSlvIntf（２０６）、クラスCmBusS
ystem（２０７）、クラスCmHier（２０８））が、クラ
スCmSyncModule（２０２）を継承するように定義されて
いる。なお、図５では、各クラスの継承関係とともに、
各クラスが持つ主なメンバ関数の一覧を示しているが、
メンバ関数の詳細については後述する。また、図５に示
していないクラスCmCpu（クラス・ＣＰＵ）は、クラスC
mBusMaster（２０３）を継承し、クラスCmMemory（クラ
ス・メモリ）は、クラスCmBusSlave（２０４）を継承す
るように定義されていることとする。

【００３８】最初にシステムを回路モジュールに分割す
る段階では、各回路モジュールのシステムにおける役割
はすでに決まっているはずである。そこで、システムの
各回路モジュールに対応する回路クラスを記述する際
は、回路の役割に合った回路基底クラスをクラスライブ
ラリの中から選択して継承することにより、回路モジュ
ールのクラスを回路基底クラスの派生クラス（実回路ク
ラスあるいはユーザ作成クラス）として定義する。そし
て、それぞれの関数をオーバーライドすることにより、
所望の動作をする回路クラスを実現する。

【００３９】例えば、実回路クラスの例としては、図６
のようなクラスが挙げられる。すなわち、ＰＣＩ（Peri
pheral Component Interconnect）バスをモデル化する
際に用いられる３つのクラスのなかで、クラスCmBusMst
Intfを回路基底クラスとするクラスCmPciBusMstIntf、
クラスCmBusSlvIntfを回路基底クラスとするクラスCmPc
iBusMstIntfおよびクラスCmBusSystemを回路基底クラス
とするクラスCmPciBusMstIntf、Ｖ８５０（商標）ＣＰ
Ｕをモデル化する際に用いられるクラスCmCpuを回路基
底クラスとするクラスCmV850などが一例として挙げられ
る。

【００４０】システムに含まれる各回路クラスを作成し
た後は、これらを含むシステムを１つのクラスとして記
述する。このシステムのクラスには、上で作成した各回
路クラスのオブジェクトが含まれる。また回路情報表示
部もシステムのクラスに組み込む。このシステムのクラ
スも各回路クラスと同様に、システムの性質に合った回
路基底クラスをクラスライブラリの中から選んで、継承
する。

【００４１】上記本発明に基づくシミュレーションの方
式は、以下のようになる。図７に一例を示す。

【００４２】１．シミュレーション対象となるシステム
をＣ＋＋言語により記述する。

【００４３】（Ａ’）各回路モジュールのクラスを宣言
（作成）する。ここで、各回路モジュールのクラスは、
あらかじめ作成しておいた複数の回路基底クラスからな
るクラスライブラリ３００の中からそれぞれに適した回
路基底クラスを継承することによって宣言する。図７の
例では、ユーザ作成ＣＰＵクラス１０１をＣＰＵ回路基
底クラス（クラスCmCpu）３０１を継承することで宣言
し、ユーザ作成バスマスタインターフェースクラス１０
２をバスマスタインターフェース回路基底クラス（クラ
スCmBusMstIntf）３０２を継承することで宣言し、そし
て、ユーザ作成バスクラス１０３をバス回路基底クラス
（クラスCmBusSystem）３０３を継承することで宣言し
ている。

【００４４】（Ｂ’）次に、システムのクラスを作成す
る。ここで、システムのクラスも、クラスライブラリ３
００の中からそれに適した回路基底クラスを継承するこ
とによって作成する。図７の例では、同期回路回路基底
クラス（クラスCmSyncModule）３０４を継承することで
作成している（図７の’）。

【００４５】（Ｃ’）次に、回路の情報表示部（ＣＰＵ
表示部１０５およびバス情報表示部１０６）を組み込
む。

【００４６】なお、上記各手順（Ａ’），（Ｂ’），
（Ｃ’）は、クラスライブラリ３００に定義されている
回路基底クラスを継承することで各回路モジュールを示
すクラスおよび複数の回路モジュールからなるシステム
のクラスを作成する点を除いて、基本的な内容は、図２
を参照して上記［前提事項］の欄で述べた手順（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）と同様である。また、図７では、図２に
示すものに対応する構成に、同一の符号を付けている。

【００４７】２．次に、シミュレーション制御部１０７
を組み込み、シミュレータソース１０８を作成する。

【００４８】３．項目２．の記述をＣ＋＋コンパイラ１
０９でコンパイルして、シミュレータの実行形式１１０
を得る。

【００４９】４．これを実行することにより、シミュレ
ーションを行う。

【００５０】本実施の形態では、システムが回路基底ク
ラスを継承していることにより、システムも所定の回路
モジュールの性質を持つ。したがって、あるシステム
を、別のシステムに含まれる回路モジュールとして用い
ることが可能になる。つまり、階層的にシステムを記述
することが可能である。階層的にシステムを記述した場
合についても本発明の効果が得られる。

【００５１】［回路基底クラス詳細］

【００５２】次に、図４に示す回路基底クラスについて
詳細に説明する。

【００５３】（１）CmComponentクラスは、以下の関数
を持ち、クロックを持たない組合せ回路を記述する際に
用いられる。

【００５４】・Reset関数を持つ。これは回路の非同期
リセットに用いられる。

【００５５】・GetPinValue関数を持つ。これは他の回
路Ｘからこの回路Ｙの端子の信号値を読み取る際に、回
路Ｘによって実行される。

【００５６】・SetPinValue関数を持つ。これは他の回
路Ｘからこの回路Ｙの端子に信号を印加する際に、回路
Ｘによって実行される。

【００５７】Reset関数は、純粋仮想関数である。よっ
て、この関数はCmComponentを継承したクラスで処理の
内容を定義しなくてはならない。また、本実施の形態で
は、各回路間で端子を介して行う通信のほかに、バスを
介しての通信を行うことができるようになっている。こ
のバスを介して通信を行う場合については、CmBusMaste
rクラスやCmBusSlaveクラスを用いて高速にシミュレー
ションを行うようにする。したがって、バスを介しない
通信は上記GetPinValue関数とSetPinValue関数を用いて
記述することになる。

【００５８】（２）CmSyncModuleクラスは、以下の関数
を持ち、クロックを持つ順序回路を記述する際に用いら
れる。

【００５９】・Reset関数、GetPinValue関数、SetPinVa
lue関数を持つ。これらの意味はクラスCmComponentに同
じである。

【００６０】・OneStep関数を持つ。これは回路を1ステ
ップ動作させるために用いられる。OneStep関数は、純
粋仮想関数である。よって、この関数はCmSyncModuleを
継承したクラスで処理の内容を定義しなくてはならな
い。

【００６１】（３）CmBusMasterクラスは、以下の関数
を持ち、バスマスタのメイン部を記述するときに使用さ
れる。ここでバスマスタとは、バスを能動的に駆動する
回路モジュールを記述するときに使用される。また下記
説明文中で参照されるバスマスタインターフェースと
は、バスの差違を吸収するためにバスとバスマスタの間
に挿入される回路モジュールである。

【００６２】・Reset関数、GetPinValue関数、SetPinVa
lue関数、OneStep関数を持つ。これらの意味はクラスCm
SyncModuleに同じである。

【００６３】・ReadBusMaster関数を持つ。これはこの
オブジェクトからバスへ値を読み出す。

【００６４】・WriteBusMaster関数を持つ。これはこの
オブジェクトへバスから来た値を書き込む。

【００６５】・ConnectBusMstIntf関数を持つ。これは
バスマスタインターフェースを接続するために用いられ
る。

【００６６】ReadBusMaster関数、WriteBusMaster関数
等は、純粋仮想関数である。よって、これらの関数はク
ラスCmBusMasterを継承したクラスで処理の内容を定義
しなくてはならない。

【００６７】（４）CmBusSlaveクラスは、以下の関数を
持ち、バススレーブのメイン部を記述するときに使用さ
れる。ここでバススレーブとは、バスから受動的にデー
タを受け取る回路モジュールである。また下記説明文中
で、バススレーブインターフェースとは、バスの差違を
吸収するためにバスとバススレーブの間に挿入される回
路モジュールである。

【００６８】・Reset関数、GetPinValue関数、SetPinVa
lue関数、OneStep関数を持つ。これらの意味はクラスCm
SyncModuleに同じである。

【００６９】・ReadBusSlave関数を持つ。これは、この
オブジェクトからバスへ値を読み出す。

【００７０】・WriteBusSlave関数を持つ。これは、こ
のオブジェクトへバスから来た値を書き込む。

【００７１】・ConnectBusSlvIntf関数を持つ。これは
バススレーブインターフェースを接続するために用いら
れる。

【００７２】ReadBusSlave関数、WriteBusSlave関数等
は、純粋仮想関数である。よって、これらの関数はクラ
スCmBusSlaveを継承したクラスで処理の内容を定義しな
くてはならない。

【００７３】（５）CmBusMstIntfクラスは、以下の関数
を持ち、バスマスタインターフェースを作成する際に使
用される。ここで、バスマスタインターフェースとは、
バスを能動的に駆動する際の、バスの差違を吸収する回
路モジュールである。

【００７４】・Reset関数、GetPinValue関数、SetPinVa
lue関数、OneStep関数を持つ。これらの意味はクラスCm
SyncModuleに同じである。

【００７５】・IsBusReq関数を持つ。これは、このバス
マスタインターフェースがバスの使用を要求しているか
どうかを戻す。

【００７６】・AssertBusGnt関数を持つ。これは、外部
の回路（通常アービタ）からこのバスマスタインターフ
ェースに対し、バスの使用を許可することを通知する。

【００７７】・DiassertBusGnt関数を持つ。これは、外
部の回路（通常アービタ）からこのバスマスタインター
フェースに対し、バスを使用を許可しないことを通知す
る。

【００７８】・AppendWriteData関数、StartWrite関
数、IsWriteEnd関数、AppendReadAddress関数、StartRe
ad関数、IsReadEnd関数、GetReadData関数を持つ。これ
らはクラスCmBusMasterオブジェクトからクラスCmBusSy
stemオブジェクトを制御するために使用される。

【００７９】AppendWriteData関数は、データを書き込
むべきバススレーブのアドレス、書き込むべきデータ、
書き込むべきデータのバイト数を当該クラス内の所定の
変数領域（バッファ）に書き込む関数である。StartWri
te関数は、バスへのデータ等の書き込み動作を開始する
関数である。IsWriteEnd関数は、バスへのデータ等の書
き込み動作が終了したか否かの結果を戻す関数である。
AppendReadAddress関数は、データを読み出すべきバス
スレーブのアドレス、読み出すデータのバイト数を上記
バッファに書き込む関数である。StartRead関数は、バ
スからのデータの読み出し動作を開始する関数である。
IsReadEnd関数は、バスからのデータの読み出し動作が
終了したか否かの結果を戻す関数である。GetReadData
関数は、バススレーブから上記バッファに読み出したデ
ータをそのバッファから取り出す関数である。

【００８０】（６）CmBusSlvIntfクラスは、以下の関数
を持ち、バスから受動的にデータを受け取る際の、バス
の差違を吸収する回路モジュールを記述するために使用
される。

【００８１】・Reset関数、GetPinValue関数、SetPinVa
lue関数、OneStep関数を持つ。これらの意味はクラスCm
SyncModuleに同じである。

【００８２】・IsBusReq関数を持つ。これは、このバス
スレーブインターフェースがバスの使用を要求している
かどうかを戻す。

【００８３】・AssertBusGnt関数を持つ。これは、外部
の回路（通常アービタ）からこのバススレーブインター
フェースに対し、バスの使用を許可することを通知す
る。

【００８４】・DiassertBusGnt関数を持つ。これは、外
部の回路（通常アービタ）からこのバススレーブインタ
ーフェースに対し、バスを使用を許可しないことを通知
する。

【００８５】・AppendWriteData関数、StartWrite関
数、IsWriteEnd関数、AppendReadAddress関数、StartRe
ad関数、IsReadEnd関数、GetReadData関数を持つ。クラ
スCmBusSystemの派生クラスからクラスCmBusSlvIntfへ
値を読み書きするために使用される。読み書きの対象が
異なることを除いて、これらの関数における基本的な機
能はクラスCmBusMstIntfの場合と同様である。

【００８６】（７）CmBusSystemクラスは、以下の関数
を持ち、データをマスタからスレーブに伝達する回路モ
ジュールを記述するときに使用される。

【００８７】・Reset関数、GetPinValue関数、SetPinVa
lue関数、OneStep関数を持つ。これらの意味はクラスCm
SyncModuleに同じである。

【００８８】・ConnectBusMstIntf関数を持つ。これは
クラスCmBusMstIntfの派生クラスをこのオブジェクトに
接続する。

【００８９】・ConnectBusSlvIntf関数を持つ。これは
クラスCmBusSlvIntfの派生クラスをこのオブジェクトに
接続する。

【００９０】・SetUserReadMap関数を持つ。これは、こ
のバスのバスリードマップを指定する際に使用される。
バスリードマップとは、バスを介して回路モジュールか
ら値を読み出すときに使われるアドレスマップである。
バスリードマップはCmHierクラスのUserReadMap関数と
して記述される。

【００９１】・SetUserWriteMap関数を持つ。これは、
このバスのバスライトマップを指定する際に使用され
る。バスライトマップとは、バスを介して回路モジュー
ルへ値を書き込むときに使われるアドレスマップであ
る。バスライトマップはCmHierクラスのUserWriteMap関
数として記述される。

【００９２】・SetUserArbitor関数を持つ。これは、こ
のバスのアービタを指定する際に使用される。アービタ
とは、バスの使用権を調停する回路である。この回路は
CmHierクラスのUserArbitor関数として記述される。

【００９３】・ReadMap関数を持つ。これは、このバス
を介して回路モジュールから情報を取り出す。

【００９４】・WriteMap関数を持つ。これは、このバス
を介して回路モジュールへ情報を書き込む。

【００９５】（８）CmCpuクラスは、クラスCmBusMaster
を継承しており、以下の関数を持ち、ＣＰＵを記述する
ときに使用される。

【００９６】・Reset関数、GetPinValue関数、SetPinVa
lue関数、OneStep関数、ConnectBusMstIntf関数を持
つ。これらの意味はクラスCmSyncModuleに同じである。

【００９７】・ConnectBusMstIntf関数を持つ。これは
バスマスタインタフェースを接続するために用いられ
る。

【００９８】・GetPc関数を持つ。これは現在のプログ
ラムカウンタの値を戻す。

【００９９】・GetReg関数を持つ。これは指定されたレ
ジスタの値を戻す。

【０１００】・SetReg関数を持つ。これは指定されたレ
ジスタの値を戻す。

【０１０１】・GetData関数を持つ。これは指定された
アドレスに格納されたデータを戻す。

【０１０２】・SetData関数を持つ。これは指定された
アドレスのデータを上書きする。

【０１０３】以上のように、ＣＰＵをモデルとする回路
基底クラスCmCpuにおいては、バスマスタをモデルとす
る回路基底クラスCmBusMasterを継承することで、クラ
スCmBusMasterで定義される関数を持つほか、GetPc関
数、GetReg関数、SetReg関数、GetData関数、およびSet
Data関数を持つことによって、プログラム実行時におけ
る各レジスタやプログラムカウンタの情報を取り出して
ＣＰＵ情報表示部によって表示すること等が可能とな
る。

【０１０４】（９）CmMemoryクラスは、クラスCmBusSla
veを継承しており、以下の関数を持ち、メモリを記述す
るときに使用される。

【０１０５】・Reset関数、GetPinValue関数、SetPinVa
lue関数、OneStep関数、ConnectBusSlvIntf関数を持
つ。これらの意味はクラスCmBusSlaveに同じである。

【０１０６】・GetData関数を持つ。これは指定された
アドレスに格納されたデータを戻す。

【０１０７】・SetData関数を持つ。これは指定された
アドレスのデータを上書きする。

【０１０８】（１０）CmHierクラスは、クラスCmSyncMo
duleを継承しており、以下の関数を持ち、バスを含むシ
ステムを記述するときに使用される。

【０１０９】・Reset関数、GetPinValue関数、SetPinVa
lue関数、OneStep関数を持つ。これらの意味はCmBusSla
veに同じである。

【０１１０】・UserReadMap関数を持つ。これは、この
システムに含まれるバスのバスリードマップを記述する
際に使用される。ここで記述されたバスリードマップは
CmBusSystemクラスのSetUserReadMap関数により、バス
に登録される。

【０１１１】・UserWriteMap関数を持つ。これは、この
システムに含まれるバスのバスライトマップを記述する
際に使用される。ここで記述されたバスライトマップは
CmBusSystemクラスのSetUserWriteMap関数により、バス
に登録される。

【０１１２】・UserArbitor関数を持つ。これは、この
システムに含まれるバスのアービタを記述する際に使用
される。ここで記述されたアービタはCmBusSystemクラ
スのSetUserArbitor関数により、バスに登録される。

【０１１３】次に、本実施の形態においてバスを介して
データを伝送する場合のシステムの記述例について説明
する。ここで、システムの記述例を説明する前に上述し
たアドレスマップとアービタについて簡単に説明する。

【０１１４】アドレスマップとは、どのアドレスに対し
てどの回路が割り当てられているのかを示した表であ
る。アービタとは、複数のバスマスタがバスを使用した
いと要求したときに、どのバスマスタに使用権を与える
かを調停する回路である。これらは、一般に良く知られ
ているものである。

【０１１５】まず、アドレスマップについて説明する。
バスにはたくさんの回路が接続されている。そのため、
バスにただデータを流しただけでは、どの回路に対する
指示なのかを判断することができない。そこで、回路を
指定するためにアドレスを用いている。バスには、デー
タとアドレスが必ず対にして流される。また、アドレス
がどのような値のときはデータをどの回路に渡すかとい
うことを決めておく。このアドレスと回路の対応関係が
アドレスマップである。

【０１１６】バスにデータとアドレスを対にして流すこ
とは、本実施の形態においては、クラスCmHierのUserRe
adMap関数およびUserWriteMap関数にデータとアドレス
を対にして渡すことに対応している。アドレスマップ
は、本実施の形態においては、UserReadMap関数およびU
serWriteMap関数内に、渡されたアドレスに対応する回
路を判断し、その回路に対してデータを渡す、という処
理を書くことに対応している。

【０１１７】一方、アービタは、２つ以上のバスマスタ
がバスに接続されているときに必要になる。バスはただ
の信号線に信号を流すだけの仕組みである。よって、２
つ以上のバスマスタが同時にバスに信号を流すと、２つ
の信号が１つの信号線で衝突することになる。よって、
正しい値を目的の回路モジュールに伝えることができな
くなる。これを避けるため、アービタというものが使わ
れている。一般的に、アービタを使うときは、バスマス
タがバスに信号を流す前に、必ずアービタにバスの使用
を要求することになる。アービタは各バスマスタのから
要求を見て、どれか一つのバスマスタにだけバスの使用
を許可する。バスマスタはバス使用許可が来てはじめ
て、バスを使用できるようになる。

【０１１８】本実施の形態では、バスマスタを、バスマ
スタとバスマスタインターフェースに分割して構成して
いる。したがって、バスの使用要求/許可はアービタと
バスマスタインターフェースの間で行われる。

【０１１９】以下、図８〜図１３を参照して、バスを介
したデータの通信例について説明する。図８は、この例
で用いるシステムＡＢＣの構成を示すブロック図であ
り、図９〜図１３は、Ｃ＋＋言語によるシステムの記述
例を示す一連のリストであって、図９〜図１３の順に連
続している。

【０１２０】図８に示すように、この例では、システム
ＡＢＣを、ＰＣＩバス４０１を介して、２つのＣＰＵ
（ＣＰＵ１（４０２）、ＣＰＵ２（４０３））と、タイ
マ１（４０４）と、カウンタ１（４０５）とから構成し
ている。ＣＰＵ１（４０２）、ＣＰＵ２（４０３）、タ
イマ１（４０４）、およびカウンタ１（４０５）にはそ
れぞれＰＣＩバス４０１とのインタフェースとなるイン
タフェース４０２ａ、４０３ａ、４０４ａ、および４０
５ａを設けている。なお、システムの記述例を説明する
際には、図８のシステムＡＢＣに、図示していない他の
回路が複数接続されているものとしてそれらの回路に関
する記述の記述位置についても説明する。

【０１２１】システム記述においては、まず、図９に示
すように、システムＡＢＣに対応するオブジェクトABC
をクラスCmHierを継承するものとして宣言している（図
９の）。次に、図８のＰＣＩバス（４０１）に対応す
るＰＣＩバスを、システムABCの中にユーザ作成クラス
（実回路クラス）CmPciBusSystem（回路基底クラスはク
ラスCmBusSystemであるとする。）として作成する（図
９の）。次に、図８のＣＰＵ１（４０２）、ＣＰＵ２
（４０３）に対応するものとして、システムABCの中に
オブジェクトCpu1，Cpu2というクラスCmCpuによる２つ
のＣＰＵを作成する（図９の）。また、オブジェクト
Cpu1，Cpu2はバスマスタなので、システムABCの中に、
バスマスタとしてのオブジェクトCpu1，Cpu2をバスに繋
ぐためのバスマスタインターフェースオブジェクトCpu1
BusMstIntf，Cpu2BusMstIntfを作成する（図９の；図
８のインターフェース４０２ａ，４０３ａに対応）。こ
のとき、バスマスタインターフェースCpu1BusMstIntf，
Cpu2BusMstIntfは、ユーザ作成クラスでCmPciBusMstInt
f（クラスCmPciBusMstIntfの回路基底クラスはクラスCm
BusMstIntfであるとする。）によって作成される。

【０１２２】次に、システムABCの中にタイマ１（４０
４）に対応するTimer1という回路を作成する（図９の
）。また、オブジェクトTimer1はバススレーブなの
で、システムABCの中に、オブジェクトTimer1をバスに
繋ぐためのバススレーブインターフェース（図８のイン
ターフェース４０４ａに対応）を作成する（図９の
）。次に、システムABCの中にカウンタ１（４０５）
に対応するCounter1という回路を作成する（図９の
）。また、オブジェクトCounter1はバススレーブなの
で、システムABCの中に、オブジェクトCounter1をバス
に繋ぐためのバススレーブインターフェース（図８のイ
ンターフェース４０５ａに対応）を作成する。ここで、
オブジェクトTimer1は、ユーザ作成クラスCmTimer1に基
づくものとして、オブジェクトCounter1は、ユーザ作成
クラスCmCounter1に基づくものとして作成されるが、ユ
ーザ作成クラスCmTimer1，CmCounter1は、ともにクラス
CmBusSlaveの派生クラスであるとする。また、それそれ
のバススレーブインターフェースオブジェクトTimer1Bu
sSlvIntf，Counter1BusSlvIntfは、ともにクラスCmBusS
lvIntfの派生クラスCmPciBusSlvIntfに基づいて宣言さ
れている。

【０１２３】また、他のモジュールについての記述は図
９のの位置に記述する。

【０１２４】次に、UserBusReadMap関数について記述す
る（図１０の）。UserBusReadMap関数では、バスリー
ドマップを記述する。戻り値は、RDATAという構造体で
ある。RDATA.Statusは、０なら読みだし成功、１なら読
みだし失敗を意味する。RDATA.Dataは、読みだし成功の
ときだけ、読み出した値を戻す。また、ULONGは32bitの
信号値を意味する。UserBusReadMap関数は、アドレスad
dressの値を元に、値を読み出す回路を決めて、その回
路のバススレーブインターフェースの読みだし関数を実
行する。まず、戻り値を持つ変数vを構造体RDATAとして
定義する（図１０の）。

【０１２５】次に、アドレス100から200までは、回路
（オブジェクト）Timer1から値を読み出すことに設定す
るための判定式を記述する（図１０の）。判定式が真
の場合に実行されるものとして、オブジェクトTimer1Bu
sSlvIntfに対してAppendReadAddress関数を0，address-
100，byte_countの組を引数として実行することによっ
て、読み出すアドレスとバイト数を指定する（図１０の
）。次に、オブジェクトTimer1BusSlvIntfに対してSt
artRead関数を実行して、値を読み出している（図１０
の）。次に、IsReadEnd関数によって、読み出しが成
功したかどうかを調べ（図１０の）、読みだしが成功
した場合には、v.Statusを０に設定して（図１０の
）、オブジェクトTimer1BusSlvIntfに対してGetReadD
ata関数を実行することで、読み出した値を取り出し、
v.Dataに設定している（図１０の）。一方、読み出し
が失敗した場合には、v.Statusに１を設定して復帰する
ようにしている（図１０の）。ここでAppendReadAddr
ess関数、StartRead関数、IsReadEnd関数およびGetRead
Data関数を実行する場合には、第１引数には0を指定し
て、これらの関数の実行が通常の転送方法によるもので
あることを通知する。この第１引数は、後述するマスタ
とスレーブを入れ替えた転送方式（Split転送）と、通
常の転送方法とを区別するために用意されている。

【０１２６】また、回路Counter1に対しては、読み出し
アドレスを200から300までとして、回路Timer1のときと
同様の記述を行う（図１０の(10)〜(11)）。さらに、他
の回路に関して同様に記述する（図１０の(12)）。

【０１２７】次に、UserBusWriteMap関数によって、バ
スライトマップを記述する（図１１の）。戻り値は、
int（整数）であり、０なら書き込み成功、１なら書き
込み失敗を意味することとする。また、引数addressとd
ataは、ともにULONG（32bit）の信号値である。

【０１２８】ここでは、アドレスaddressの値を元に、
値を書き込む回路を決めて、その回路のバススレーブイ
ンターフェースの書き込み関数を実行する（図１１の
〜）。まず、アドレス100から200までは、回路Timer1へ
値を書き込むことにする（図１１の）。オブジェクト
Timer1BusSlvIntfに対してAppendWriteData関数を0，(a
ddress-100)，data，byte_countの組を引数として実行
し、書き込む情報を指定する（図１１の）。次に、St
artWrite関数を実行して値を書き込む（図１１の）。
次に、回路Timer1に対してIsWriteEnd関数を実行するこ
とで、書き込みが成功したかどうかを調べる（図１１の
）。書き込みが成功した場合には、戻り値を０にし、
書き込みが失敗した場合には、戻り値を１にして復帰す
る。ここでAppendWriteData関数、StartWrite関数、お
よびIsWriteEnd関数を実行する場合には、上述したAppe
ndReadAddress関数などを実行する場合と同様に、第１
引数には０を指定して、これらの関数の実行が通常の転
送方法によるものであることを通知する。

【０１２９】次に、回路Counter1について記述する。回
路Counter1については、アドレス250から350までとし
て、回路Timer1のときと同様に記述する（図１１の〜
(10)）。また、他の回路についても同様に記載する（図
１１の(11)）。

【０１３０】次に、関数UserArbitorおいてアービタに
関する動作を記述する（図１２の）。関数UserArbito
rの戻り値はvoid（なし）である。なお、バス使用許可
はバスマスタインターフェースに直に与えることとす
る。まず、オブジェクトCpu1BusMstIntfおよびオブジェ
クトCpu2BusMstIntfに対してIsBusReq関数を実行し、バ
ス使用要求をバスマスタインターフェースから直に取り
出す（図１２の）。次に、ここではオブジェクトCpu1
がオブジェクトCpu2よりも優先するとして、判定を行い
（図１２の）、Cpu1がバスを要求していたら、Cpu2が
バスを要求しているかどうかに関わらず、Cpu1にバスを
使用させる。すなわち、オブジェクトCpu1BusMstIntfに
対してAssertBusGnt関数を実行し、続いてオブジェクト
Cpu2BusMstIntfに対してDiassertBusGnt関数を実行し
て、Cpu1を使用可、Cpu2を使用不可とする（図１２の
）。

【０１３１】一方、オブジェクトCpu1がバスを使用して
いない場合で、かつ、オブジェクトCpu2がバスを使用し
ようとしているときに（図１２の）、Cpu1を使用不可
にして、Cpu2を使用可とする（図１２の）。また、両
者から使用要求が出されていない場合には、両者を使用
不可に設定する（図１２の）。

【０１３２】次に、システムABCの接続および動作を関
数ABC(void)内に記述する（図１３の）。関数ABC(voi
d)は、Ｃ＋＋言語の仕様によって、システムABCのオブ
ジェクトを作る時に呼ばれる関数（コンストラクタ；ク
ラス名と同一名称の関数）である。まず、各回路と各バ
スインターフェースを、ConnectBusMstIntf関数またはC
onnectBusSlvIntf関数によって接続するとともに、各バ
スインターフェースとＰＣＩバスとをConnectBusMstInt
f関数によって接続する（図１３の）。このとき、各
回路のバスインターフェースオブジェクトのアドレスを
引数とすることによって、ＰＣＩバスと各回路が接続さ
れる。また、他の回路についても同様に記述する（図１
３の）。

【０１３３】次に、オブジェクトPciBusSystemに対して
SetUserReadMapおよびSetUserWriteMap関数を実行する
ことで、アドレスマップを指定する（図１３の）。こ
の関数を実行することによって、上述したアドレスマッ
プが、オブジェクトPciBusSystemに登録されることにな
る。このことで、PciBusSystemは、上述したアドレスマ
ップを使用できるようになる。

【０１３４】次に関数OneStepによって、システムABCが
１単位時間にどのような動作をするかを記述する（図１
３の）。システムABCは、システムのそれぞれの構成
要素が勝手に動くことによって動作する。したがって、
システムABCの階層ですることと言えば、それぞれのシ
ステムの構成要素を１単位時間動作させることだけであ
る（図１３の（コメント文））。まず、ＰＣＩバスPc
iBusSystemに対して、OneStep関数を実行する（図１２
の)。バスは信号線なので、本来はクロックは必要な
いが、デバグ機能として、クロックに同期して情報を取
り出せるようにするため、クロックを与えている。次
に、各オブジェクトCpu1BusMstIntf，Cpu2BusMstIntf，
Timer1BusSlvIntf，Counter1BusSlvIntf，Cpu1，Cpu2，
Timer1，Counter1に対してOneStep関数を実行して１単
位時間の動作を実行させる（図１２の）。また、その
他の回路についても同様にOneStep関数を動作させる記
述を行う（図１２の）。

【０１３５】以上の記述によってシステムABCのシステ
ム記述が完成する。本実施の形態では、この例のよう
に、各モジュール間を接続するバスを、バスシステム
と、バスマスタ・インターフェースまたはバススレーブ
・インターフェースとに分割して記述するとともに、各
オブジェクト（回路モジュール）をあらかじめ定めた継
承関係に基づいて記述することで、システムにおける各
オブジェクト間の接続インターフェースを統一化された
形態で記述することができる。

【０１３６】［回路基底クラスのヘッダファイル］

【０１３７】次に、上述した各回路基底クラスのうちの
主なもののヘッダファイルについて図１４〜図２３を参
照して説明する。なお、各図においては、符号“//”を
付したコメント行によって各記述の詳細な説明を行って
いる。なお、記述中“virtual void Reset(void) =
0;”（例えば図１４）のように、“virtual”と“=0”
を付加した関数は、純粋仮想関数であり、そのクラスを
継承するクラスにおいてその関数の定義が必ず必要であ
ることを示している。また、各図では、理解をしやすく
するため、各関数の詳細な記述を省略してコメント行の
みとしている。各図の内容は次の通りである。

【０１３８】図１４は、クラスCmComponentを定義する
記述である。クラスCmComponentでは、Reset関数を純粋
仮想関数として定義している。図１５は、クラスCmComp
onentの派生クラスであるクラスCmSyncModuleを定義す
る記述である。クラスCmComponentでは、OneStep関数を
純粋仮想関数として定義している。なお、クラスCmSync
Moduleは、クラスCmComponentの派生クラスであり、ま
たクラスCmComponent内の関数のオーバーライドを行っ
ていないので、クラスCmComponentの関数についての定
義はそのまま取り込まれることになる。

【０１３９】図１６は、クラスCmSyncModuleの派生クラ
スであるクラスCmBusMasterを定義する記述を示してい
る。図１７は、クラスCmSyncModuleの派生クラスである
クラスCmBusSlaveを定義する記述を示している。図１８
および図１９は、クラスCmSyncModuleの派生クラスであ
るクラスCmBusMstIntfを定義する記述を示している。ク
ラスCmBusMstIntfの定義では、図１９に示す“virtual
void OneStep(void) {…｝”という仮想関数によって、
この回路を１ステップ動作させるための記述をクラスCm
SyncModuleで定義されたOneStep関数をオーバーライド
することで記述している。また、図１８のAppendWriteD
ata関数、StartWrite関数、IsWriteEnd関数、およびApp
endReadAddress関数、ならびに、図１９のStartRead関
数、IsReadEnd関数、およびGetReadData関数の引数とし
て、整数変数modeを設定することで、後述するマスタと
スレーブを入れ替えた転送方法（Split（スピリット）
転送）の動作を可能としている。図２０および図２１
は、クラスCmSyncModuleの派生クラスであるクラスCmBu
sSlvIntfを定義する記述を示している。図２２は、クラ
スCmSyncModuleの派生クラスであるクラスCmBusSystem
を定義する記述を示している。そして、図２３は、クラ
スCmSyncModuleの派生クラスであるクラスCmHierを定義
する記述を示している。

【０１４０】［バスシミュレーション方式］次にバスシ
ミュレーションの方式すなわち具体的なシミュレーショ
ンの動作について詳細に説明する。バスシミュレーショ
ンの基本的な方針は、次のようになっている。

【０１４１】●バスマスタはバスの細かい制御をバスマ
スタインターフェースに任せる。バスマスタは読み書き
すべきデータをすべて一気に瞬間にバスマスタインター
フェース内のバッファに登録する。

【０１４２】●バスマスタインターフェースからバスス
レーブまでの通信は、OneStep関数が実行されるたびに
実行される。

【０１４３】・バスマスタインターフェースはOneStep
が呼ばれるたびにデータを1つずつバッファから取り出
し、バスへ渡す。

【０１４４】・バスはバスリードマップ/バスライトマ
ップから、読み書きの対象となるバススレーブを判定
し、そのバススレーブに対応するバススレーブインター
フェースに読み書きの指示を出す。

【０１４５】・バススレーブインターフェースはバスか
ら来た指示に基づきバススレーブを読み書きし、結果を
バスに戻す。

【０１４６】・バスはバススレーブインターフェースか
ら戻された結果をバスマスタインターフェースに返す。

【０１４７】・バスマスタインターフェースはバスから
戻された結果を元に、次のOneStepでの動作を決める。

【０１４８】次に、上記の実施形態における具体的な関
数実行の流れを、データの書き込みの例で説明する。例
えば、図２４に示すシステムXにおいて、バスマスタA
1、バスマスタインターフェースB1、バスC1、バススレ
ーブインターフェースD1、バススレーブE1がこの順に接
続されているものとする。このシステムにおいて、例え
ば、図２５に示す２組の情報（アドレス/データ/バイト
数…0x00100000/0x00112233/4，0x00100004/0x44556677
/4）を、例えばＣＰＵ等の回路であるバスマスタA1か
ら、例えばメモリ等の回路であるバススレーブE1に書き
込むことにする。

【０１４９】なお、システムXならびに、バスマスタA
1、バスマスタインターフェースB1、バスC1、バススレ
ーブインターフェースD1、およびバススレーブE1に関す
る記述は、上述した対応する各クラスの性質を継承して
記述されているものとする。すなわち、システムXはク
ラスCmSyncModuleを、バスマスタA1はクラスCmBusMaste
rを、バスマスタインターフェースB1はクラスCmBusMstI
ntfを、バスC1はクラスCmBusSystem、バススレーブイン
ターフェースD1はクラスCmBusSlvIntfを、そして、バス
スレーブE1はクラスCmBusSlaveを、それぞれ直接あるい
はそれらをさらに継承するクラスを継承して作成されて
いるものとする。また、システムXのUserWriteMap関数
により、アドレス0x00100000および0x00100004はバスス
レーブインターフェースD1に対応づけられているものと
する。また、システムXの構築時に、バスC1のSetUserWr
iteMap関数を実行することにより、システムXのUserWri
teMap関数がバスC1のバスライトマップとしてすでに登
録されているものとする。また、いつも、バスマスタA
1、バスマスタインターフェースB1、バスC1、バススレ
ーブインターフェースD1、およびバススレーブE1それぞ
れに対しては、それぞれを１ステップ動作させる関数On
eStepが、システムXのOneStepの中から呼び出されてい
ることとする。

【０１５０】以上の構成において、図２６に示すような
単位時間ごとの各時間１〜４におけるシステムXの動作
を図２７〜図３０を参照して説明する。

【０１５１】［時間１］

【０１５２】まず、時間１におけるシステムXの動作を
図２７を参照して説明する。図２７は、同一単位時間
（時間１）内における各回路の動作を時系列で示す図で
ある。時間１では、まず、バスマスタA1のOneStep関数
が実行される。そこでは、バスマスタA1が、バスマスタ
インターフェースB1の関数AppendWriteData(0,0x001000
00,0x00112233,4)を実行する。次に、バスマスタインタ
ーフェースB1は情報をバッファに保存しておく。次に、
バスマスタA1はバスマスタインターフェースB1のAppend
WriteData(0,0x00100004,0x44556677,4)関数を実行す
る。次に、バスマスタインターフェースバスマスタイン
ターフェースB1は情報をバッファに保存しておく。次
に、バスマスタA1はバスマスタインターフェースB1のSt
artWrite関数を実行する。次に、バスマスタインターフ
ェースB1は書き込みが要求されたことを覚えておく。次
に、バスマスタA1はバスマスタインターフェースB1のIs
WriteEnd関数を実行する。次に、バスマスタインターフ
ェースB1は、バスマスタA1に対してまだ書き込み動作中
であることを戻す。次に、バスマスタA1は待機状態とな
る。

【０１５３】バスマスタA1のOneStep関数が終了する
と、次に、バスマスタインターフェースB1のOneStep関
数が実行される。そこでは、バスマスタインターフェー
スB1はバスマスタA1から書き込みが要求されたので、バ
スの使用を要求する。これは次に外部からバスマスタイ
ンターフェースB1のIsBusReq関数が実行されたときの戻
り値を真にすることに対応する。ここで、バスマスタイ
ンターフェースB1のOneStep関数が終了する。

【０１５４】バスマスタインターフェースB1のOneStep
関数が終了すると、次に、バスC1のOneStep関数が実行
される。バスC1のOneStep関数は、まず、アービタを動
作させる。次に、アービタはバスマスタインターフェー
スB1のIsBusReq関数を実行する。次に、バスマスタイン
ターフェースB1はバスの使用を要求していることを戻
す。ここで、アービタはバスマスタインターフェースB1
にバスの使用を許可したとする。アービタはバスマスタ
インターフェースB1のAssertBusGnt関数を実行する。バ
スマスタインターフェースB1はバスを許可されたことを
覚えておく。ここで、バスC1のOneStep関数が終了す
る。

【０１５５】バスC1のOneStep関数が終了すると、次
に、バススレーブインターフェースD1のOneStep関数が
実行される。時間1では、バススレーブインターフェー
スD1のOneStep関数は、何も行わずに終了する。

【０１５６】バススレーブインターフェースD1のOneSte
p関数が終了すると、次に、バススレーブE1のOneStep関
数が実行される。ここでは、バススレーブE1固有の動作
をするが、バスに関しては何も動作しない。

【０１５７】［時間２］

【０１５８】次に、次の単位時間である時間2における
システムXの動作について図２８を参照して説明する。
時間2では、時間1の場合と同様に、まず、バスマスタA1
のOneStep関数が実行される。ここでは、バスマスタA1
はバスマスタインターフェースB1のIsWriteEnd関数を実
行する。この場合、バスマスタインターフェースB1はま
だ書き込み動作中であることを戻す。次に、バスマスタ
A1は待機状態となる。

【０１５９】バスマスタA1のOneStep関数が終了する
と、バスマスタインターフェースB1のOneStep関数が実
行される。バスマスタインターフェースB1のOneStep関
数では、バスマスタインターフェースB1はバスの使用を
許可されたので、バスに書き込む。つまり、次の動作を
行う。バスマスタインターフェースB1はバッファから情
報を一つ取り出す。このとき、アドレス:0x00100000，
データ:0x00112233，バイト数:4である。次に、バスマ
スタインターフェースB1はバスC1のWriteMap(0x0010000
0,0x00112233,4)関数を実行する。

【０１６０】次に、バスC1のWriteMap関数は、以下の動
作を行う。バススレーブインターフェースD1のAppendWr
iteData(0,0x00100000,0x00112233,4)関数を実行する。
バススレーブインターフェースD1は与えられた情報をバ
ッファに蓄える。バススレーブインターフェースD1のSt
artWrite関数を実行する。バススレーブインターフェー
スD1はバススレーブE1のWriteBusSlave(0x00100000,0x0
0112233,4)関数を実行する。バススレーブE1は与えられ
た情報を内部に書き込む。書き込みが成功したかどうか
をバススレーブインターフェースD1に返す。ここでは成
功したことにする。バススレーブインターフェースD1の
IsWriteEnd関数を実行する。バススレーブインターフェ
ースD1からバススレーブE1への書き込みは成功したの
で、真となる。バススレーブインターフェースD1のIsWr
iteEnd関数の戻り値を戻す。

【０１６１】次に、バスマスタインターフェースB1は戻
り値から、情報が正常に書き込まれたことを知る。そこ
で、バッファの中身を1つ削除する。バスマスタインタ
ーフェースB1にはまだバッファに1つ情報があるので、
次のバスマスタインターフェースB1のOneStepの実行で
も同じことを行う。

【０１６２】バスマスタインターフェースB1のOneStep
関数が終了すると、バスC1のOneStep関数が実行され
る。時間2におけるバスC1のOneStep関数では、何も実行
されない。

【０１６３】次に、バスC1のOneStep関数が終了する
と、バススレーブインターフェースD1のOneStep関数が
実行される。時間2におけるバススレーブインターフェ
ースD1のOneStep関数では、何も実行されない。

【０１６４】次に、バススレーブインターフェースD1の
OneStep関数が終了すると、バススレーブE1のOneStep関
数が実行される。バススレーブE1のOneStep関数では、
バススレーブE1固有の動作をするが、バスに関しては何
も動作しない。

【０１６５】［時間３］

【０１６６】時間3では、図２９に示すように、まず、
バスマスタA1のOneStep関数が実行される。バスマスタA
1のOneStep関数では、バスマスタA1はバスマスタインタ
ーフェースB1のIsWriteEnd関数を実行する。この場合、
バスマスタインターフェースB1はまだ書き込み動作中で
あることを戻す。ここで、バスマスタA1は待機状態とな
り、バスマスタA1のOneStep関数が終了する。

【０１６７】バスマスタA1のOneStep関数が終了する
と、バスマスタインターフェースB1のOneStep関数が実
行される。時間3のバスマスタインターフェースB1のOne
Step関数では、バスマスタインターフェースB1がバスの
使用を許可されているので、バスに書き込む動作を行
う。つまり、以下の動作を行う。

【０１６８】バスマスタインターフェースB1はバッファ
から情報を一つ取り出す。取り出される情報は、アドレ
ス:0x00100004，データ:0x44556677，バイト数:4の情報
である。次に、バスマスタインターフェースB1はバスC1
のWriteMap(0x00100004,0x44556677,4)関数を実行す
る。

【０１６９】ここで、バスC1のWriteMap関数は、以下を
処理を行う。まず、バスC1のWriteMap関数は、バススレ
ーブインターフェースD1のAppendWriteData(0,0x001000
04,0x44556677,4)関数を実行する。ここで、バススレー
ブインターフェースD1は与えられた情報をバッファに蓄
える。次に、バスC1のWriteMap関数は、バススレーブイ
ンターフェースD1のStartWrite関数を実行する。ここ
で、バススレーブインターフェースD1はバススレーブE1
のWriteBusSlave(0x00100004,0x44556677,4)関数を実行
する。ここで、バススレーブE1は与えられた情報を内部
に書き込む。そして、書き込みが成功したかどうかをバ
ススレーブインターフェースD1に返す。ここでは成功し
たことにする。次に、バスC1のWriteMap関数は、バスス
レーブインターフェースD1のIsWriteEnd関数を実行す
る。ここでは、バススレーブインターフェースD1からバ
ススレーブE1への書き込みは成功したので、真となる。
バスC1のWriteMap関数は、バススレーブインターフェー
スD1のIsWriteEnd関数の戻り値を戻す。

【０１７０】バスマスタインターフェースB1は戻り値か
ら、情報が正常に書き込まれたことを知る。そこで、バ
ッファの中身を１つ削除する。バスマスタインターフェ
ースB1のバッファには情報は無い。そこで、バスマスタ
インターフェースB1は書き込み動作を完了する。これ
は、次のバスマスタインターフェースB1のIsWriteEnd関
数の戻り値を真とすることに対応する。ここで、バスマ
スタインターフェースB1のOneStep関数が終了する。

【０１７１】バスマスタインターフェースB1のOneStep
関数が終了すると、バスC1のOneStep関数が実行される
が、ここでは何も処理がなされずに、OneStep関数が終
了する。

【０１７２】バスC1のOneStep関数が終了すると、バス
スレーブインターフェースD1のOneStep関数が実行され
るが、ここでは何も処理がなされずに、関数が終了す
る。

【０１７３】次に、バススレーブE1のOneStep関数が実
行されて、バススレーブE1が固有の動作をする。ただ
し、バスに関しては何も処理は行われない。

【０１７４】［時間４］

【０１７５】次に、時間4になると、図３０に示すよう
に、バスマスタA1のOneStep関数が実行される。時間4の
バスマスタA1のOneStep関数では、バスマスタA1はバス
マスタインターフェースB1のIsWriteEnd関数を実行す
る。ここで、バスマスタインターフェースB1は書き込み
が終了したことを戻す。次に、バスマスタA1は次の動作
を始める。時間4では、バスマスタインターフェースB1
のOneStep関数、バスC1のOneStep関数、バススレーブイ
ンターフェースD1のOneStep関数が順次実行される。こ
れらのOneStep関数では何も処理が行われず関数が終了
する。次に、バススレーブE1のOneStep関数が実行され
る。バススレーブE1のOneStep関数では、バスに関して
は何も処理が行われず、バススレーブE1固有の動作のみ
が行われる。

【０１７６】以上の時間1〜時間4の動作によって図２５
に示すデータの書き込みが完了する。

【０１７７】［Split（スピリット）転送について］次
に、バスを介したデータ転送の他の形態について説明す
る。通常バスは、バスマスタからバススレーブという方
向だけデータの読み書きの指示が送られる。ところが高
機能のバスには、バスマスタからバススレーブに対して
送られた読み書きの要求に対して、バススレーブが即座
に応答できない場合、一旦その通信を終了して、その後
改めて、今度はバススレーブからバスマスタへ、通常と
は逆の方向に、主体的に値を返すことがある。ここで
は、このような状況をSplit転送と呼ぶことにする。Spl
it転送とは、最初マスタからスレーブに指示が行った時
点から、それが一旦終了して、逆にスレーブからマスタ
へ指示が行くまでの、一連の動作を指す。Split転送は
高機能なバスに存在することが知られている。本実施形
態において、Split転送をシミュレーションする場合に
ついて説明する。

【０１７８】Split転送では、上記の例と、スレーブと
マスタの関係が全く逆になる。すなわち、

【０１７９】●バススレーブはバスの細かい制御をバス
スレーブインターフェースに任せる。バススレーブは読
み書きすべきデータをすべて一気に瞬間にバススレーブ
インターフェース内のバッファに登録する。

【０１８０】●バススレーブインターフェースからバス
マスタまでの通信は、OneStep関数が実行されるたびに
実行される。ここでは、以下の処理が行われる。

【０１８１】・バスマスタインターフェースはOneStep
関数が呼ばれるたびにデータを1つずつバッファから取
り出し、バスへ渡す。

【０１８２】・バスはバスリードマップ/バスライトマ
ップから、読み書きの対象となるバスマスタを判定し、
そのバスマスタに対応するバスマスタインターフェース
に読み書きの指示を出す。

【０１８３】・バスマスタインターフェースはバスから
来た指示に基づきバスマスタを読み書きし、結果をバス
に戻す。

【０１８４】・バスはバスマスタインターフェースから
戻された結果をバススレーブインターフェースに返す。

【０１８５】・バススレーブインターフェースはバスか
ら戻された結果を元に、次のOneStep関数での動作を決
める。

【０１８６】これらを可能にするため、バススレーブと
バスマスタの間で同じ機能が、バススレーブインターフ
ェースとバスマスタインターフェースとで同じ機能があ
れば良いことになる。そこで、本実施の形態では、バス
スレーブとバスマスタ、バススレーブインターフェース
とバスマスタインターフェースを同じ構造としている。
また、現在どちらの方向に通信が行われているか（つま
り、マスタ→スレーブかスレーブ→マスタか）を判定す
るために、AppendWriteDataなどの関数にはmodeという
引数が用意されている（図１８、図１９、図２０、図２
１参照）。このmodeが1のときは、通常と全く逆の動作
をすることになっている。

【０１８７】［回路クラスの作成例］

【０１８８】次に、新たな回路クラスを作成する場合の
具体例を説明する。ユーザが新たなバスマスタインター
フェースクラスをCUserBusMstIntfという名前で作成す
る場合を考える。まず、新たなクラスCUserBusMstIntf
がCmBusMstIntfクラスを継承するものとして宣言する。
これにより、このクラスCUserBusMstIntfはCmBusMstInt
fクラスと同じ関数を持つことになる。次に、これらの
関数をオーバーライドして、所望の動作を実現する新た
なクラスCUserBusMstIntfを作成する。

【０１８９】新たな回路クラスを作成する場合の別の例
を示す。ユーザが新たなＣＰＵクラスをCUserCpuという
名前で作成する場合を考える。まず、新たなクラスCUse
rCpuがCmCpuクラスを継承するものとして宣言する。こ
れにより、このクラスCUserCpuはCmCpuクラスと同じ関
数を持つことになる。次に、これらの関数をオーバーラ
イドして、所望の動作を実現する新たなクラスCUserCpu
を作成する。

【０１９０】［本実施の形態の主な効果］

【０１９１】効果１：回路モジュールの差し替えが容易
である。すなわち、システムを構成する回路モジュール
の一部分を差し替えた場合でも、他の回路モジュールの
記述を変更する必要がない。

【０１９２】効果２：回路モジュール間の接続の正しさ
が自動で検査される。すなわち、回路モジュールを誤っ
て接続すると、コンパイラでコンパイルする際にエラー
となる。

【０１９３】効果３：情報表示の仕組みを、同じ性質を
持つ回路モジュールの間で共通に使用することができ
る。すなわち、情報表示の仕組みを回路毎に別途に用意
する必要はない。

【０１９４】効果４：シミュレーション制御の仕組み
を、シミュレーション対象のシステム間で共通に使用す
ることができる。すなわち、シミュレーション対象の
システムを変更しても、シミュレーション制御の仕組み
を変更する必要がない。

【０１９５】効果５：回路のインターフェース部の記述
が十分であるかどうかを自動で検査できる。すなわち、
不足している場合、コンパイラでコンパイルする際にエ
ラーとなる。

【０１９６】［上記効果が得られる理由］

【０１９７】〇効果１の理由

【０１９８】効果１の理由の理由について、図３１〜図
３３を参照して説明する。図３１は、あるクラスClassX
の記述例（ａ）と、クラスClassXとクラスCmBusMstIntf
との関係の模式図（ｂ）を示している。図３１（ａ）に
示すように、クラスClassXに、回路基底クラスCmBusMst
Intfのオブジェクトと接続するための関数ConnectBusMs
tIntfを定義するとともに（図３１（ａ）の）、回路
基底クラスCmBusMstIntfのオブジェクトBusMstIntfのAp
pendReadData関数およびStartRead関数を実行する（図
３１（ａ）の，）。これによって、図３１（ｂ）に
示すように、クラスClassXのオブジェクトは、回路基底
クラスCmBusMstIntfを継承したクラスのオブジェクトの
AppendReadData関数およびStartRead関数を実行するこ
とが可能となる。

【０１９９】例えば、クラスClassXのオブジェクトObje
ctXと、回路基底クラスCmBusMstIntfの派生クラスであ
るクラスCmPciBusMstIntfのオブジェクトPciBusMstIntf
とを有するシステムを記述する場合、図３２（ａ）に示
すように、オブジェクトObjectXをクラスClassXのオブ
ジェクトとして定義するとともに（図３２（ａ）の
）、オブジェクトPciBusMstIntfをクラスCmPciBusMst
Intfのオブジェクトとして定義し（図３２（ａ）の
）、さらに、オブジェクトObjectXをConnectBusMstIn
tf関数によってオブジェクトPciBusMstIntfに接続する
（図３２（ａ）の）。これによって、図３２（ｂ）に
示すように、オブジェクトObjectXは、オブジェクトPci
BusMstIntfのAppendReadData関数およびStartRead関数
を実行することが可能となる。

【０２００】また、図３３（ａ）および（ｂ）に示すよ
うに、オブジェクトObjectXに接続するバスマスタイン
ターフェースオブジェクトを、オブジェクトPciBusMstI
ntfから、共通の回路基底クラスCmBusMstIntfの派生ク
ラスであるクラスCUserBusMstIntfのオブジェクトUserB
usMstIntfに変更する場合は、システム記述（図３３
（ａ））において、オブジェクトUserBusMstIntfをクラ
スCUserBusMstIntfとして宣言するとともに、オブジェ
クトObjectXのConnectBusMstIntf関数を実行する際の引
数を、オブジェクトPciBusMstIntfのアドレスからオブ
ジェクトUserBusMstIntfのアドレスに変更するだけでよ
い。この場合、図３１（ａ）に示すオブジェクトClassX
の記述は、変更する必要はない。

【０２０１】以上のように、回路基底クラスが共通であ
る場合、例えば、すべてのバスマスタインターフェース
に対して回路基底クラスCmBusMstIntfが基本クラスとな
るように共通に定義されている場合、任意のクラスClas
sXでは、通信相手のバスマスタインターフェースがCmBu
sMstIntfクラスであると宣言しておけば、通信相手のバ
スマスタインターフェースが変更されたとしても、クラ
スClassXの記述を変更すること無しに、CmBusMstIntfク
ラスで定義されている手順によって、クラスClassXのオ
ブジェクトと変更後のバスマスタインターフェースとの
通信ができることになる。すなわち、ある回路モジュー
ルXに新たなバスマスタインターフェースクラスCUserBu
sMstIntfを接続する場合でも、回路モジュールXの記述
を変更する必要はなくなる。

【０２０２】一方、仮に回路基底クラスが存在しない場
合には、ある回路クラスXからクラスCUserBusMstIntfへ
指示を送る場合には、クラスXから指示を送る先がCUser
BusMstIntfクラスのオブジェクトであることを、クラス
Xの記述中に書かなくてはならない。従って、クラスXの
接続先を、従来のバスマスタインターフェースから、CU
serBusMstIntfに変更する場合、クラスXの記述を書き換
える必要がある。

【０２０３】次に、図３４〜図３６を参照して、上記と
は別の例を挙げて説明する。ある回路クラスClassYを考
える。クラスClassYは別の回路の端子から値を読み込ん
で、その値に基づいて動作を行うこととする。この場
合、回路基底クラスの考え方によれば、クラスClassYの
記述（図３４（ａ））では、値を読み込む先の回路オブ
ジェクトがCmComponentクラスであると記述し（図３４
（ａ）の）、このCmComponentクラスのオブジェクト
のGetPinValue関数を実行することによって端子から値
を読み込むことになる（図３４（ａ）の）。ここで、
回路基底クラスの間にも継承関係が存在していることに
注意する。例えば、図３５（ａ）および（ｂ）に示すク
ラスCUserCpu（図３５（ａ）の）がクラスCmCpuを継
承しているとすると、クラスCUserCpuはクラスCmCompon
entも継承していることになる。よって、クラスCmCompo
nentの性質を持つ。したがって、クラスCmComponentで
定義されているメンバ関数を使用することで、クラスCl
assYの記述を変更すること無く、CUserCpuオブジェクト
をClassYオブジェクトに接続することが可能となる。

【０２０４】このように、回路基底クラス間に継承関係
が存在していることにより、記述を変更することなく回
路モジュールの差し替えができる。

【０２０５】〇効果２の理由

【０２０６】例えば図３６（ａ）および（ｂ）に示すよ
うに、バスマスタインターフェースの回路基底クラスCm
BusMstIntfの派生クラスであるクラスCUserBusMstIntf
を、誤って関数ConnectBusSlvIntfでバススレーブクラ
スCmBusSlaveのオブジェクトBusSlaveに接続しようとし
た場合を考える。この場合、ConnectBusSlvIntf関数はC
mBusSlvIntfクラスを基本クラスに持つクラスしか接続
することができない。CmBusSlvIntfクラスを基本クラス
に持たないクラスを接続したコードをコンパイルしよう
としても、Ｃ＋＋の仕様により、コンパイル時の型チェ
ックで、Ｃ＋＋コンパイラがエラーを出力する。よっ
て、クラスCmBusSlvIntfを継承していないクラスCUserB
usMstIntfを誤ってクラスCmBusSlaveに接続しようとし
たことが正しく検出される（図３６（ａ）の）。この
ように、誤って接続しようとしたときに必ずエラーが発
生するので、ユーザが正しい接続をする手助けとなる。

【０２０７】〇効果３の理由

【０２０８】ＣＰＵをモデルとするオブジェクトCpuの
情報表示部は、GetPc関数やGetReg関数などのオブジェ
クトCpuの内部状態を取り出す関数によって得られる情
報を、加工して、ユーザに内部情報として表示できるよ
うにしている。この情報表示部を、回路基底クラスCmCp
u内で定義するとともに、オブジェクトCpuがCmCpuクラ
スであると記述しておく。すると、CmCpuクラスを継承
して作られた回路Cpuは、すべてこの情報処理部をその
まま使用することができることになる。例えば新たなユ
ーザ作成クラスCUserCpuがクラスCmCpuを継承して作ら
れているとすると、クラスCmCpuで定義されている既存
のＣＰＵの情報処理部をそのまま用いることができるよ
うになる。つまり、新たなＣＰＵクラスCUserCpu用に新
たに情報表示部を用意する必要はない。

【０２０９】〇効果４の理由

【０２１０】一般に、システムはクロックを持つ順序回
路（クロック同期回路）となるので、クラスCmSyncModu
leの性質を持つ。そこで、シミュレーション制御部は、
システムがクラスCmSyncModuleであるとして、そのRese
t関数、OneStep関数などを実行することにより、シミュ
レーションを制御している。これにより、システムがク
ラスCmSyncModuleを継承している限り、どのようなシス
テムに対しても、１つのシミュレーション制御の仕組み
を共通に適用することができる。

【０２１１】〇効果５の理由

【０２１２】例えばバススレーブの場合、ReadBusSlave
関数やWriteBusSlave関数は、バスとの値の受け渡しに
用いられる関数であり、処理の内容が記述されている必
要がある。ここで、バススレーブの回路基底クラスCmBu
sSlaveでは、ReadBusSlave関数やWriteBusSlave関数が
純粋仮想関数となっている。よって、システムを構成す
るバススレーブの回路クラスでReadBusSlave関数やWrit
eBusSlave関数の記述漏れがあったとしても、クラスCmB
usSlaveを継承していれば、Ｃ＋＋コンパイラでコンパ
イルを行う際に、純粋仮想関数がオーバーライドされて
いない旨のエラーが出力される。このように、必要な関
数の記述漏れを自動でチェックすることができる。

【０２１３】なお、上述した実施の形態は、本発明の実
施形態の一例であって、本発明の実施の形態は上述した
ものに限定されない。例えば、使用するオブジェクト指
向言語はＣ＋＋言語に限定されるものではなく、ＪＡＶ
Ａ言語等、上述したＣ＋＋言語による継承、クラス等の
オブジェクト指向技術を実現するための仕組みと同等の
ものを有するものであれば、それに変更可能である。ま
た、回路基底クラスは、上記のものに限定されず、任意
の回路モジュールの性質を有する新たなクラスを追加し
たり、あるいは上記のクラスを適宜統合したクラスを作
成すること等が可能である。

【０２１４】また、本発明によるシミュレーション方法
あるいはシミュレーション装置は、コンピュータとそれ
によって実行されるシミュレーションプログラムとによ
って実現することができ、そのコンピュータによって実
行されるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記
録媒体に記録して頒布することが可能である。

【０２１５】

【発明の効果】本発明によれば、オブジェクト指向言語
を用い、オブジェクト指向言語の継承、クラス分け等の
特徴を利用して複数モジュールによって構成されるシス
テムを記述することで、複数モジュールからなるシステ
ムをソフトウェアによってシミュレーションする際に、
システムおよび各回路モジュールの記述ならびに各モジ
ュール間の接続に関する記述や、システム、回路モジュ
ールの拡張、変更等を、従来に比べ、より容易にかつ確
実に行うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態で使用するＣ＋＋言語に
ついて説明するための説明図

【図２】本発明によるシミュレーション方法（装置）
の基本構成（本発明の前提となる構成）を示すブロック
図

【図３】図２に示すシステム記述１０４を説明するた
めの説明図であって、Ｃ＋＋言語による記述例（ａ）
と、図３（ａ）の記述例に対応する模式図（ｂ）を示し
ている。

【図４】本発明によるシミュレーション方法（装置）
の実施の形態において用いられる回路基底クラスの一覧
を示す図

【図５】本発明の実施の形態における回路基底クラス
の階層関係図

【図６】図４の回路基底クラスを基本クラスとして作
成される実回路クラスの一例を示す図

【図７】本発明によるシミュレーション方法（装置）
の実施の形態を示すブロック図

【図８】本発明の実施の形態におけるシステム記述の
例を説明する際に使用する回路システムの例を示すブロ
ック図

【図９】本実施の形態における図８に示す回路システ
ムのシステム記述の一例を示す図であって、図９〜図１
３で一続きのシステム記述を示している。

【図１０】図９に続くシステム記述例を示す図

【図１１】図１０に続くシステム記述例を示す図

【図１２】図１１に続くシステム記述例を示す図

【図１３】図１２に続くシステム記述例を示す図

【図１４】図４に示すクラスCmComponentの宣言文の
記述例を示す図

【図１５】図４に示すクラスCmSyncModuleの宣言文の
記述例を示す図

【図１６】図４に示すクラスCmBusMasterの宣言文の
記述例を示す図

【図１７】図４に示すクラスCmBusSlaveの宣言文の記
述例を示す図

【図１８】図４に示すクラスCmBusMstIntfの宣言文の
記述例を示す図であって、図１８〜図１９で一続きの記
述例を示している。

【図１９】図１８に続く記述例を示す図

【図２０】図４に示すクラスCmBusSlvIntfの宣言文の
記述例を示す図であって、図２０〜図２１で一続きの記
述例を示している。

【図２１】図２０に続く記述例を示す図

【図２２】図４に示すクラスCmBusSyetemの宣言文の
記述例を示す図

【図２３】図４に示すクラスCmHierの宣言文の記述例
を示す図

【図２４】本実施の形態におけるバスを介したデータ
転送のシミュレーション例を説明する際に用いるシステ
ムの構成を示すブロック図

【図２５】図２４のシステムの構成において転送する
データ例を示す図

【図２６】図２４のシステムを用いて、本実施の形態
におけるバスを介したデータ転送のシミュレーション例
を説明する際の動作タイミングを示すタイミング図

【図２７】図２６の時間１における動作を時系列で説
明する説明図

【図２８】図２６の時間２における動作を時系列で説
明する説明図

【図２９】図２６の時間３における動作を時系列で説
明する説明図

【図３０】図２６の時間４における動作を時系列で説
明する説明図

【図３１】本実施の形態における新たなクラスの作成
方法を説明する説明図であって、クラスの宣言文の記述
例（ａ）と、図３１（ａ）の記述例に対応する模式図を
示している。

【図３２】図３１に示すクラスClassXを用いたシステ
ム記述の一例を示す図であって、システムの記述例
（ａ）と、図３２（ａ）の記述例に対応する模式図を示
している。

【図３３】図３１に示すクラスClassXを用いたシステ
ム記述の他の例を示す図であって、システムの記述例
（ａ）と、図３３（ａ）の記述例に対応する模式図を示
している。

【図３４】本実施の形態におけるクラスの他の作成例
を説明する説明図であって、クラスの宣言文の記述例
（ａ）と、図３４（ａ）の記述例に対応する模式図を示
している。

【図３５】図３４に示すクラスClassYを用いたシステ
ム記述の他の例を示す図であって、システムの記述例
（ａ）と、図３５（ａ）の記述例に対応する模式図を示
している。

【図３６】本実施の形態におけるシステムの記述例を
説明する説明図であって、システムの記述例（ａ）と、
図３６（ａ）の記述例に対応する模式図を示している。

【図３７】従来のＨＤＬによる回路システムの記述例
を説明する説明図であって、回路システムの記述例
（ａ）と、図３７（ａ）の記述例に対応する模式図を示
している。

【符号の説明】

１０１ユーザ作成ＣＰＵクラス１０２ユーザ作成バスマスタI/Fクラス１０３ユーザ作成バスクラス１０４システム記述１０５ＣＰＵ情報表示部１０６バス情報表示部１０７シミュレーション制御部１０８シミュレータソース１０９Ｃ＋＋コンパイラ１１０シミュレータ３００クラスライブラリ３０１ＣＰＵ回路基底クラス３０２バスマスタI/F回路基底クラス３０３バス回路基底クラス３０４同期回路回路基底クラス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の回路モジュールからなるシステム
をソフトウェアによってシミュレーションするシミュレ
ーション方法において、オブジェクト指向言語を用い、基本となる回路モジュールをクラスとして記述した複数
の回路基底クラスをあらかじめライブラリとして用意し
ておき、ライブラリとして用意されている回路基底クラスを継承
することで、シミュレーションする回路モジュールをク
ラスとして記述し、クラスとして記述した複数の回路モジュールを組み合わ
せることで、シミュレーションするシステムの記述を行
うことを特徴とするシミュレーション方法。
【請求項２】ライブラリに用意されている回路基底ク
ラスを継承することで、システムをクラスとして記述す
ることを特徴とする請求項１記載のシミュレーション方
法。
【請求項３】少なくとも、クロック信号に非同期で動
作する回路を含む回路の性質を有するコンポーネントク
ラスと、コンポーネントクラスを基本クラスとする派生
クラスであって、クロックに同期して動作する回路の性
質を有する同期モジュールクラスとを、回路基底クラス
として、あらかじめライブラリに用意しておくことを特
徴とする請求項１又は２記載のシミュレーション方法。
【請求項４】さらに、バスの性質を有するバスクラス
と、バスマスタの性質を有するバスマスタクラスと、バ
ススレーブの性質を有するバススレーブクラスとを、同
期モジュールクラスの派生クラスとして記述された回路
基底クラスとして、あらかじめライブラリに用意してお
くことを特徴とする請求項３記載のシミュレーション方
法。
【請求項５】さらに、同期モジュールクラスを基本ク
ラスとするものであって、バスマスタインターフェース
の性質を有するバスマスタインターフェースクラスと、
バススレーブインターフェースの性質を有するバススレ
ーブインターフェースクラスとを、回路基底クラスとし
て、あらかじめライブラリに用意しておくことを特徴と
する請求項４記載のシミュレーション方法。
【請求項６】さらに、同期モジュールクラスを基本ク
ラスとするものであって、中央処理装置の性質を有する
中央処理装置クラスを、回路基底クラスとして、あらか
じめライブラリに用意しておくことを特徴とする請求項
３記載のシミュレーション方法。
【請求項７】さらに、同期モジュールクラスを基本ク
ラスとするものであって、バスを含む回路の１階層の性
質を有する階層クラスを、回路基底クラスとして、あら
かじめライブラリに用意しておくことを特徴とする請求
項３〜６のいずれか１項に記載のシミュレーション方
法。
【請求項８】さらに、バススレーブクラスを基本ク
ラスとするものであってメモリの性質を有するメモリク
ラスを、回路基底クラスとして、あらかじめライブラリ
に用意しておくことを特徴とする請求項４又は５記載の
シミュレーション方法。
【請求項９】コンピュータを用い、請求項１〜８のい
ずれか１項に記載のシミュレーション方法を実行するシ
ミュレーション装置。
【請求項１０】請求項１〜８のいずれか１項に記載の
シミュレーション方法をコンピュータを用いて実行する
際に用いられるプログラムを記録した電子計算機読み取
り可能な記録媒体。