JP2003162561A - タイミング解析方法 - Google Patents

タイミング解析方法

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JP2003162561A
JP2003162561A JP2001362335A JP2001362335A JP2003162561A JP 2003162561 A JP2003162561 A JP 2003162561A JP 2001362335 A JP2001362335 A JP 2001362335A JP 2001362335 A JP2001362335 A JP 2001362335A JP 2003162561 A JP2003162561 A JP 2003162561A
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JP
Japan
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stage
flip
clock
delay time
clock signal
Prior art date
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JP2001362335A
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Takeshi Kobayashi
猛 小林
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Kawasaki Microelectronics Inc
Original Assignee
Kawasaki Microelectronics Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】シフトレジスタ構成のフリップフロップで発生
するホールドタイムエラーを、シミュレーションと実デ
バイスとの間の遅延時間の誤差に応じて正確にチェック
する。 【解決手段】シフトレジスタを構成する前段および後段
のフリップフロップのクロック入力端子にそれぞれ供給
される前段および後段のクロック信号の経路をそれぞれ
遡って両者が合流する分岐点を特定し、この分岐点から
前段および後段のフリップフロップのクロック入力端子
までのクロック信号の遅延時間をそれぞれ算出し、これ
らのクロック信号の遅延時間に基づいてタイミングマー
ジンを求めることを、シフトレジスタを構成するフリッ
プフロップの全てのペアについて繰り返し行い、このタ
イミングマージンをクロック遅延の不確定さとして設定
し、シミュレーションによってホールドタイムのチェッ
クを行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シフトレジスタ構
成のフリップフロップで発生するホールドタイムエラー
をチェックするタイミング解析方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路の設計段階において、回
路の動作検証のために行われるシミュレーションによる
遅延時間と、製造後の実デバイスにおける遅延時間との
間にはどうしても誤差が生じる。この誤差は、例えば半
導体集積回路の設計で使用されるRC(抵抗値・容量
値)抽出ツールや遅延計算ツールの性能に依存して生じ
る誤差であったり、実デバイスの製造プロセスの出来な
どに起因して生じる誤差等である。
【0003】このシミュレーションでの遅延時間と実デ
バイスでの遅延時間との間の誤差に起因する実デバイス
での不良の発生を避けるために、通常、動作上のタイミ
ングマージンを設定して回路の設計が行われている。
【0004】例えば、回路中のシフトレジスタ構成とな
る箇所では、前段のフリップフロップに供給されるクロ
ック信号の遅延時間と後段のフリップフロップに供給さ
れるクロック信号の遅延時間との間の遅延差、すなわち
前段および後段のクロック信号の間のクロックスキュー
がある条件以上になると、後段のフリップフロップでホ
ールドタイムエラーが発生し、前段のフリップフロップ
から後段のフリップフロップに対してデータの突き抜け
が起こる。
【0005】通常、このホールドタイムエラーのチェッ
クはスタティックタイミング解析ツールで行われる。そ
の際、シミュレーションによる遅延時間と実デバイスで
の遅延時間との間の誤差に係るタイミングマージンとし
て、クロック遅延の不確定さと呼ばれるパラメータを設
定してシミュレーションが行われる。このクロック遅延
の不確定さは、シフトレジスタ構成の前段および後段の
フリップフロップの全てのペアに対して与えられる。
【0006】ホールドタイムのチェックの際には、前段
のクロック信号の遅延時間からこの不確定さの分の時間
が差し引かれる。すなわち、前段のクロック信号は、こ
の不確定さの分の時間だけ早く前段のフリップフロップ
のクロック入力端子に到達するようにタイミング解析が
なされる。これは、後段のフリップフロップにおいてホ
ールドタイムエラーが発生しやすい状況であるから、そ
の分、マージン設計されるということになる。
【0007】ところで、クロック遅延の不確定さは、シ
ミュレーションと実デバイスとの間の遅延時間の誤差の
大小に関わらず全て一律にフリップフロップのペアに対
して与えられる。このため、必要以上にホールドタイム
エラーが発生する可能性がある。発生したホールドタイ
ムエラーは、通常、遅延セルを追加することにより回避
するが、この遅延セルの追加が多くなり、最悪の場合は
配線できない状況に陥る可能性があるという問題があっ
た。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術に基づく問題点を解消し、シフトレジスタ構成
のフリップフロップで発生するホールドタイムエラー
を、シミュレーションと実デバイスとの間の遅延時間の
誤差に応じて正確にチェックすることができるタイミン
グ解析方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、シフトレジスタを構成する前段および後
段のフリップフロップのクロック入力端子に供給される
前段および後段のクロック信号の経路をそれぞれ遡っ
て、これら前段および後段のクロック信号が合流する分
岐点を特定し、この分岐点から前記前段および後段のフ
リップフロップのクロック入力端子までの、前記前段お
よび後段のクロック信号の遅延時間をそれぞれ算出し、
これら前段および後段のクロック信号の遅延時間に基づ
いてタイミングマージンを求めることを、前記シフトレ
ジスタを構成する前段および後段のフリップフロップの
全てのペアについて繰り返し行い、前記タイミングマー
ジンをクロック遅延の不確定さとして設定し、シミュレ
ーションによって前記後段のフリップフロップのホール
ドタイムのチェックを行うことを特徴とするタイミング
解析方法を提供するものである。
【0010】前記シミュレーションによる遅延時間と実
デバイスでの遅延時間との統計的な誤差を求め、この統
計的な誤差に基づいて、前記前段および後段のクロック
信号の遅延時間とこの遅延時間に対応するタイミングマ
ージンを登録したライブラリをあらかじめ作成してお
き、このライブラリを参照して、前記前段および後段の
クロック信号の遅延時間に対応したタイミングマージン
を求めるのが好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、添付の図面に示す好適実
施例に基づいて、本発明のタイミング解析方法を詳細に
説明する。
【0012】図1は、シフトレジスタを備える半導体集
積回路の一実施例の構成回路図である。同図において、
前段のフリップフロップ10の出力Qは後段のフリップ
フロップ12のデータ入力端子Dに接続されている。ま
た、クロック信号CLKは、クロック端子14およびク
ロックバッファ16を通過した後、それぞれのクロック
バッファ18,20を通して前段および後段のフリップ
フロップ10,12のクロック入力端子CKに供給され
ている。
【0013】以下、図2に示すフローチャートを参照し
ながら、図1に示す半導体集積回路のタイミング解析を
行う場合を例に挙げて本発明のタイミング解析方法を説
明する。
【0014】半導体集積回路の設計段階において、動作
検証のためのシミュレーションを行うに際しては、ま
ず、シフトレジスタを構成する前段および後段のフリッ
プフロップ10,12のクロック入力端子CKに供給さ
れる前段および後段のクロック信号の経路をそれぞれ遡
って、これら前段および後段のクロック信号が合流する
分岐点を特定する(ステップS1)。図1に示す回路例
の場合、前段および後段のクロック信号が合流する分岐
点はB点である。
【0015】続いて、この分岐点から前段および後段の
フリップフロップ10,12のクロック入力端子CKま
での、前段および後段のクロック信号の遅延時間をそれ
ぞれ算出する(ステップS2)。すなわち、分岐点であ
るB点から、前段のフリップフロップ10のクロック入
力端子CKであるC点までの、および、後段のフリップ
フロップ12のクロック入力端子CKであるD点まで
の、クロック信号の遅延時間をそれぞれ算出する。
【0016】ここで、クロック信号CLKが供給される
クロック端子14のA点から前述の分岐点であるB点ま
での間のクロックバッファ16の共通経路では、当然の
ことながら、シミュレーションにおいても実デバイスに
おいても、前段および後段のクロック信号の間のクロッ
クスキューは0である。なお、A点からB点までの共通
経路においても、絶対的な遅延値がそれぞれの半導体集
積回路で異なるのは言うまでもないことである。
【0017】これに対し、B点で分岐してから、各々の
フリップフロップ10,12のクロック入力端子CKで
あるC点およびD点までのクロックバッファ18,20
の個別経路が長い場合に、シミュレーションによる遅延
時間と実デバイスでの遅延時間との間の誤差が大きくな
ると考えられる。これに基づいて、本発明では、前述の
通り、分岐点からそれぞれ前段および後段のフリップフ
ロップ10,12のクロック入力端子CKまでの遅延時
間を算出する。
【0018】続いて、これら前段および後段のクロック
信号の遅延時間に基づいて、動作上のタイミングマージ
ンを求める(ステップS3)。この時、クロック信号の
分岐点から、前段および後段のフリップフロップ10,
12のクロック入力端子CKまでのクロックバッファ1
8,20の段数が多い場合、もしくはクロック入力端子
CKまでのクロック信号の遅延時間が大きい場合には大
きなタイミングマージンを与え、小さい場合には小さい
タイミングマージンを与えるようにする。
【0019】タイミングマージンの求め方は何ら限定さ
れないが、例えばシミュレーションによる遅延時間と実
デバイスでの遅延時間との統計的な誤差を求め、この統
計的な誤差に基づいて、前段および後段のクロック信号
の遅延時間とこの遅延時間に対応するタイミングマージ
ンを登録したライブラリをあらかじめ作成しておき、こ
のライブラリを参照して、前段および後段のクロック信
号の遅延時間に対応したタイミングマージンを求めるの
が好ましい。
【0020】なお、図1に示す例では、説明を簡単にす
るために、1つのシフトレジスタ構成のフリップフロッ
プのペアだけしか示していないので、このフリップフロ
ップのペアについてのタイミングマージンを求める。複
数のフリップフロップのペアが存在する場合には、その
各々のフリップフロップのペアについて前述の動作を繰
り返し行い、全てのフリップフロップのペアについて個
別にタイミングマージンを求める。
【0021】続いて、このタイミングマージンをクロッ
ク遅延の不確定さとして設定し、シミュレーションによ
って後段のフリップフロップのホールドタイムのチェッ
クを行う(ステップS4)。
【0022】すなわち、ホールドタイムのチェックの際
には、前段のクロック信号の遅延時間からこの不確定さ
の分の時間が差し引かれる。すなわち、前段のクロック
信号は、この不確定さの分の時間だけ早く前段のフリッ
プフロップ10のクロック入力端子CKに到達するよう
にタイミング解析がなされる。これは、後段のフリップ
フロップ12においてホールドタイムエラーが発生しや
すい状況であり、その分、マージン設計が行われること
になる。
【0023】これにより、クロック信号の構成上、シミ
ュレーションと実デバイスとの間で、前段および後段の
クロック信号の間のクロックスキューの誤差が大きくな
る可能性の高い箇所には大きなタイミングマージンを与
え、逆にクロックスキューに大きな誤差が生じる可能性
の低い箇所には小さいタイミングマージンを与えること
ができる。従って、不要なタイミングマージンを無く
し、無駄な遅延セルの追加を防止することができる。
【0024】本発明のタイミング解析方法は、基本的に
以上のようなものである。以上、本発明のタイミング解
析方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施例
に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲におい
て、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんであ
る。
【0025】
【発明の効果】以上詳細に説明した様に、本発明のタイ
ミング解析方法は、前段および後段のクロック信号の経
路をそれぞれ遡って両者が合流する分岐点を特定し、こ
の分岐点からフリップフロップのクロック入力端子まで
のクロック信号の遅延時間をそれぞれ算出し、この遅延
時間に基づいてタイミングマージンを求めることを、全
てのフリップフロップのペアについて繰り返し行い、こ
のタイミングマージンをクロック遅延の不確定さとして
設定し、シミュレーションによってホールドタイムのチ
ェックを行うようにしたものである。これにより、本発
明のタイミング解析方法によれば、個々のシフトレジス
タ構成のフリップフロップのペアについて、シミュレー
ションと実デバイスとの間の誤差に対応する的確なタイ
ミングマージンを設けてホールドタイムのチェックを行
うので、より実デバイスに近い正確なシミュレーション
を行うことができ、このシミュレーションの結果検出さ
れるホールドタイムエラーを回避するために追加する遅
延セルを必要以上に追加するのを防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 シフトレジスタを備える半導体集積回路の一
実施例の構成回路図である。
【図2】 本発明のタイミング解析方法の各工程を表す
一実施例のフローチャートである。
【符号の説明】
10,12 フリップフロップ 14 クロック端子 16,18,20 クロックバッファ CLK クロック信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G132 AA00 AA04 AB07 AC09 AD07 AG08 AK17 AL11 AL16 5B046 AA08 BA04 JA01 KA06 5J056 AA00 AA39 BB21 CC05 CC14 CC18 FF01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シフトレジスタを構成する前段および後段
    のフリップフロップのクロック入力端子に供給される前
    段および後段のクロック信号の経路をそれぞれ遡って、
    これら前段および後段のクロック信号が合流する分岐点
    を特定し、 この分岐点から前記前段および後段のフリップフロップ
    のクロック入力端子までの、前記前段および後段のクロ
    ック信号の遅延時間をそれぞれ算出し、 これら前段および後段のクロック信号の遅延時間に基づ
    いてタイミングマージンを求めることを、前記シフトレ
    ジスタを構成する前段および後段のフリップフロップの
    全てのペアについて繰り返し行い、 前記タイミングマージンをクロック遅延の不確定さとし
    て設定し、シミュレーションによって前記後段のフリッ
    プフロップのホールドタイムのチェックを行うことを特
    徴とするタイミング解析方法。
  2. 【請求項2】前記シミュレーションによる遅延時間と実
    デバイスでの遅延時間との統計的な誤差を求め、この統
    計的な誤差に基づいて、前記前段および後段のクロック
    信号の遅延時間とこの遅延時間に対応するタイミングマ
    ージンを登録したライブラリをあらかじめ作成してお
    き、 このライブラリを参照して、前記前段および後段のクロ
    ック信号の遅延時間に対応したタイミングマージンを求
    めることを特徴とする請求項1に記載のタイミング解析
    方法。
JP2001362335A 2001-11-28 2001-11-28 タイミング解析方法 Withdrawn JP2003162561A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7299434B2 (en) 2004-06-18 2007-11-20 Fujitsu Limited Slack value setting method, slack value setting device, and recording medium recording a computer-readable slack value setting program
US8671374B2 (en) 2009-09-16 2014-03-11 Nec Corporation Information processing apparatus

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Effective date: 20050201