JP2004341952A - 消費電力計算装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】論理シミュレーション機能を持つ消費電力計算装置において、良好な消費電力見積り精度を有し、且つ論理シミュレーション時における処理時間および処理装置の負荷が軽減された消費電力計算装置を得ること。
【解決手段】論理シミュレーションによる信号変化確率情報の抽出対象となる抽出対象情報を生成する手段と、抽出対象情報に基づいて論理シミュレーションを実行して抽出対象の信号変化確率情報を抽出する手段と、抽出対象以外の端子およびネットの信号変化確率情報を計算する手段と、半導体集積回路内の端子およびネットの信号変化に対応した消費電力情報を保持する手段と、信号変化確率情報および消費電力情報とに基づいて論理ゲート毎の消費電力を計算して半導体集積回路の消費電力を計算する手段とを備える。
【選択図】 図１
【解決手段】論理シミュレーションによる信号変化確率情報の抽出対象となる抽出対象情報を生成する手段と、抽出対象情報に基づいて論理シミュレーションを実行して抽出対象の信号変化確率情報を抽出する手段と、抽出対象以外の端子およびネットの信号変化確率情報を計算する手段と、半導体集積回路内の端子およびネットの信号変化に対応した消費電力情報を保持する手段と、信号変化確率情報および消費電力情報とに基づいて論理ゲート毎の消費電力を計算して半導体集積回路の消費電力を計算する手段とを備える。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路の消費電力計算装置に関し、特に半導体集積回路に対する論理シミュレーション結果から得られる各論理ゲートの信号変化確率情報を用いて消費電力を計算する消費電力計算装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路においては、半導体集積回路の動作時に発生する熱により、所定の動作条件を超えてしまうことになれば、信号の正常な動作を保証することは難しい。一方、電源線から十分な量の電流が供給されなければ、信号の正常な動作を保証することは難しい。
【０００３】
そこで、半導体集積回路の設計において、半導体集積回路の発熱量や同回路の電源線の電流量を考慮することが従来から提案されており、半導体集積回路の消費電力計算の高精度化が研究されている。
【０００４】
半導体集積回路の消費電力を求める装置としては、例えば以下のような装置がある。例えば論理ゲート毎に当該ゲートの端子が１回変化する際に消費される電力値を把握し、また、論理シミュレーションで計算した当該端子の変化回数から当該端子の信号変化確率を求めて、両者から当該論理ゲートの消費電力を算出する。そして、これを半導体集積回路全体に対して実施することで半導体集積回路の消費電力を求める消費電力計算装置が一般的に用いられている。
【０００５】
一方、論理シミュレーションを実行することなく、半導体集積回路の消費電力を求める方法がある。これは、論理ゲート毎に入力端子の信号値から出力端子の信号値を算出するための式を定義し、同式を用いて入力端子の信号変化確率から出力端子の信号変化確率を計算することで半導体集積回路の外部入力端子から外部出力端子に向けて順に論理ゲートの出力端子の確率を計算する方法である。そして、同方法を用いて半導体集積回路の消費電力を求める消費電力計算装置も存在する。
【０００６】
また、論理シミュレーションを利用するものとしては、組み合わせ回路についてセル単位の消費電力ライブラリから複数のセル群をブロックとしたブロック単位の消費電力ライブラリを作成して消費電力を求めるものもある（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１５０２２号公報（第５頁〜第６頁）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来の半導体集積回路に対する消費電力計算装置は、電力値を精度良く算出するために、論理シミュレーションで抽出した信号変化の確率に関する情報ないしはイベント結果ファイルから生成した信号変化確率情報を用いて消費電力値を計算している。
【０００９】
しかしながら、論理シミュレーションにより当該情報を抽出する場合、論理シミュレーション時における、処理時間の増加、コンピュータのメモリ使用量の増加、信号変化確率情報を記述したファイルのサイズが膨大になるなどの問題がある。
【００１０】
また、従来、半導体集積回路に対する消費電力計算装置では、外部入力ポートないしは任意のネットに信号変化確率情報を与えることで、信号変化確率情報を与えていないネットの信号変化確率情報を自動計算する機能を有しているものもあり、論理シミュレーションで信号変化確率情報の抽出を行うことなく消費電力値を算出する機能を有しているものもある。
【００１１】
しかし、当該機能では、回路構成に依存して、抽出した信号変化確率情報の誤差が大きくなることがあるため、十分な精度で消費電力が得られないという問題がある。
【００１２】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、論理シミュレーション機能を持つ消費電力計算装置において、良好な消費電力見積り精度を有し、且つ論理シミュレーション時における処理時間および処理装置の負荷が軽減された消費電力計算装置を得ることを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためこの発明にかかる消費電力計算装置は、複数の論理ゲートから構成される半導体集積回路の設計時に、該半導体集積回路内の端子およびネットの信号変化の確率に関する信号変化確率情報と、端子およびネットの信号変化に対応した消費電力情報とから論理ゲート毎の消費電力を計算して半導体集積回路の消費電力を計算する消費電力計算装置であって、半導体集積回路内の端子およびネットのうち論理シミュレーションによる信号変化確率情報の抽出対象となる抽出対象情報を生成する抽出対象生成手段と、抽出対象情報に基づいて論理シミュレーションを実行して抽出対象の信号変化確率情報を抽出する信号変化確率情報抽出手段と、信号変化確率情報抽出手段において抽出された信号変化確率情報に基づいて半導体集積回路内の端子およびネットのうち抽出対象以外の端子および前記ネットの信号変化確率情報を計算する信号変化確率計算手段と、半導体集積回路内の端子およびネットの信号変化に対応した消費電力情報を保持する消費電力情報保持手段と、論理シミュレーション手段において抽出した信号変化確率情報、信号変化確率計算手段で計算した信号変化確率情報および消費電力情報とに基づいて論理ゲート毎の消費電力を計算して半導体集積回路の消費電力を計算する消費電力計算手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、信号変化確率を信号変化確率計算機能と論理シミュレーション機能とに基づいて分割して求める。すなわち、この発明においては、信号変化確率計算機能では充分な精度が得られない個所に対してのみ、論理シミュレーションによる信号変化確率情報の抽出を行なう。これにより、半導体集積回路の全ての箇所において良好な精度で信号変化確率情報を得ることが可能である。そして、これに基づいて消費電力を計算するため、高精度の消費電力計算を行うことが可能である。また、信号変化確率情報を信号変化確率計算機能と論理シミュレーション機能とに基づいて分割して求めるため、半導体集積回路の全ての箇所について論理シミュレーションを実行する必要が無く、論理シミュレーション時における処理時間および処理装置の負荷を軽減することが可能である。
【００１５】
したがって、この発明によれば、論理シミュレーションによる信号変化確率情報計算機能を有する消費電力計算装置において、高い消費電力見積り精度と、論理シミュレーション時における処理時間および処理装置の負荷の軽減とが両立された消費電力計算装置を実現できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る消費電力計算装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、下記の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る消費電力計算装置を説明するブロック図である。当該図は、消費電力計算装置の構成、処理の手順、および各処理における入出力データを示している。また、本明細書においては、「セル」と「論理ゲート」とは同義である。
【００１８】
当該消費電力計算装置は、計算対象となる回路のセル間の接続情報が記述されたネットリスト１、セルの名前やファンクション（動作定義）が記述されたセルライブラリ２、ネットリスト１とセルライブラリ２とを入力して消費電力計算対象となる回路の入出力端子に接続するネットを抽出する入出力端子抽出部３、電圧値が固定されたネットを抽出する固定電圧箇所抽出部４、１入力１出力セルが１セル以上直列接続する部分回路の初段にあるセルの入力側のネットを抽出する直列セル初段ネット抽出部５、順序回路セルの出力端子を抽出する順序回路セル出力端子抽出部８、組合せ回路セルのみで構成されるループ回路を認識して当該ループ回路内の任意の１ネットを抽出するループ回路ネット抽出部７、順序回路セルのクロック端子に接続するネットを入力側に向かってネット及びセルを検索しながら遡り、消費電力計算対象回路の入力端子までの全ネット及び全端子を抽出するクロックネット抽出部８、入出力端子抽出部３と固定電圧箇所抽出部４と直列セル初段ネット抽出部５と順序回路セル出力端子抽出部６とループ回路ネット抽出部７とクロックネット抽出部８で抽出された情報を蓄えておく抽出対象候補リスト９、論理シミュレーションによって信号変化確率情報を抽出する対象・非対象および優先度が記述された抽出対象リスト１０、抽出対象侯補リスト９から最終的に論理シミュレーションによる信号変化確率情報の抽出対象となる箇所を決めて、抽出対象リスト１０を出力する抽出対象リスト生成部１１、論理シミュレーションを実行するために入力端子に印加するパターンを記述した入力パターン１２、ネットリスト１とセルライブラリ２と抽出対象リスト１０と入力パターン１２を用いて当該回路の論理シミュレーションを行なう論理シミュレーション部１３、抽出対象リスト１０中の抽出対象毎の信号変化確率が記述された信号変化確率情報１４、論理シミュレーション中に信号変化確率情報１４を出力する信号変化確率情報出力部１５、消費電力計算対象となる回路の全ネットおよび全端子の信号変化確率が記述された信号変化確率情報１６、抽出対象リスト１０と信号変化確率情報１４とネットリスト１とセルライブラリ２を用いて抽出対象リスト１０に無い対象の信号変化確率を計算して信号変化確率情報１６を生成する信号変化確率計算部１７、セル毎に当該セルの各端子が信号変化に応じた消費電力情報が記述された消費電力ライブラリ１８、消費電力計算対象となる回路の消費電力が記述された消費電力情報１９、信号変化確率情報１６と消費電力ライブラリ８とネットリスト１を用いて消費電力を計算し、消費電力情報１９を出力する消費電力計算部２０とを備えるものである。
【００１９】
ここで、信号変化確率情報とは、半導体集積回路内の端子およびネットの信号変化の確率に関する情報である。
【００２０】
次に、この消費電力計算装置の動作を図面を参照しながら具体的に説明する。まず、入出力端子抽出部３にネットリスト１とセルライブラリ２とを入力すると、該入出力端子抽出部３では消費電力計算対象となる回路の入力端子および出力端子を認識して当該端子名を抽出対象として抽出対象候補リスト９に蓄える。これにより、漏れのない高精度の抽出対象のリストアップができる。
【００２１】
次に、固定電圧箇所抽出部４にネットリスト１とセルライブラリ２とを入力すると、該固定電圧箇所抽出部４では電源電圧源あるいはグランドに接続されたネットあるいは端子を認識する。そして、当該ネット名および当該端子名を非抽出対象として認識し、当該ネット名および当該端子名に非抽出対象マークを付けて抽出対象候補リスト９に蓄える。また、その際に信号が全く変化しないことを示すフラグを付ける。なお、当該非抽出対象は、信号変化確率を信号変化確率計算機能で計算させた場合においても信号変化確率の計算の精度が低下する可能性はないため、当該非抽出対象を優先度の高い非抽出対象として認識し、優先度の高い非抽出対象のマークを付ける。このように、抽出対象と非抽出対象とを選択的に認識して抽出対象候補リスト９に蓄えることにより、後述する論理シミュレーションの実行対象を削減し、論理シミュレーション時の負荷を軽減することができる。
【００２２】
次に、直列セル初段ネット抽出部５にネットリスト１とセルライブラリ２を入力すると、該直列セル初段ネット抽出部５では１入力１出力セルを検索して当該セルが１段以上直列接続している部分回路の初段の入力端子に接続するネットを認識する。そして、当該ネット名を抽出対象として認識して抽出対象マークを付けて抽出対象候補リスト９に蓄える。また、当該部分回路内の抽出対象以外の全てを非抽出対象として認識して非抽出対象マークを付けて抽出対象候補リスト９に蓄える。このように、抽出対象と非抽出対象とを選択的に認識して抽出対象候補リスト９に蓄えることにより、後述する論理シミュレーションの実行対象を削減し、論理シミュレーション時の負荷を軽減することができる。
【００２３】
図２を用いて直列セル初段ネット抽出部５における具体的な抽出例を説明する。図２に示す回路を消費電力計算の対象となる回路とした場合、まず、当該回路中の１入力１出力セルが１段以上直列接続している部分回路を対象回路の入力端子から探索する。最初に、セルＡ１６が見付かるため、ネットＡ３とネットＡ４とセルＡ１６とを部分回路とし、セルＡ１６から、その出力側に接続しているセルＡ１７とセルＡ２０、および当該セルの出力側に接続しているネットＡ５とネットＡ１０とを当該部分回路に含め、さらに、セルＡ１８とセルＡ２１、およびネットＡ６とネットＡ１１とを部分回路に含める。そして、当該セルの出力に１入力１出力セルが存在しないことにより、セルＡ１６、セルＡ１７、セルＡ１８、セルＡ２０、セルＡ２１、ネットＡ３、ネットＡ４、ネットＡ５、ネットＡ６、ネットＡ１０、ネットＡ１１で構成される回路Ａ０が部分回路として抽出される。
【００２４】
その後、当該部分回路の初段セルであるセルＡ１６の入力端子に接続するネットＡ３を抽出対象として認識して、抽出対象マークを付けて図３に示す抽出対象候補リスト９に蓄える。また、当該部分回路内における該ネットＡ３以外のネット、セルの入力端子および出力端子を全て非抽出対象として認識して、図３に示す非抽出対象マークを付けて抽出対象候補リスト９に蓄える。
【００２５】
この時、当該部分回路に含まれない回路部分については何もマークを付けない。また、当該非抽出対象は、信号変化確率を信号変化確率計算機能で計算させた場合においても信号変化確率の計算の精度が低下する可能性はないため、優先度の高い非抽出対象として認識し、優先度の高い非抽出対象のマークを付ける。
【００２６】
なお、図３において、「Ａ」は入力端子、「Ｙ」は出力端子を示し、「○」は抽出対象を意味する抽出対象マークであり、「×」は非抽出対象を意味する非抽出対象マークであり、「＋」は優先度の高い非抽出対象を意味するマークである。
【００２７】
次に、順序回路セル出力端子抽出部６にネットリスト１とセルライブラリ２とを入力すると、該順序回路セル出力端子抽出部６では順序回路セルの出力端子を認識して当該端子名を抽出対象として抽出対象侯補リスト９に蓄える。このように、抽出対象を選択的に認識して抽出対象候補リスト９に蓄えることにより、後述する論理シミュレーションの実行対象を削減し、論理シミュレーション時の負荷を軽減することができる。
【００２８】
次に、ループ回路ネット抽出部７にネットリスト１とセルライブラリ２とを入力すると、組合せ回路のみでループになっている部分回路を認識する。そして、当該部分回路内のループ上にある任意のネット名を抽出対象として認識して、抽出対象マークを付けて抽出対象候補リスト９に蓄える。また、当該部分回路内における抽出対象以外の全てを非抽出対象として認識して、非抽出対象マークを付けて抽出対象候補リスト９に蓄える。このように、抽出対象と非抽出対象とを選択的に認識して抽出対象候補リスト９に蓄えることにより、後述する論理シミュレーションの実行対象を削減し、論理シミュレーション時の負荷を軽減することができる。
【００２９】
図４を用いてループ回路ネット抽出部７の具体的な抽出例を説明する。図４の回路を消費電力計算の対象となる回路とした場合、まず、当該回路中の組合せ回路のみでループになっている部分回路を対象回路の入力端子から検索する。例えばネットＢ２から探索するとセルＢ１２、ネットＢ６、セルＢ１３、ネットＢ７、セルＢ１４、ネットＢ８、セルＢ１５、ネットＢ５、セルＢ１６、ネットＢ４、セルＢ１３の順に探索すると、組合せ回路のみでループになっている部分回路Ｂ０が抽出される。部分回路Ｂ０には、ネットＢ４、ネットＢ５、ネットＢ７、ネットＢ８と、これらのネットが接続しているセルＢ１３、セルＢ１４、セルＢ１５、セル１６の入力端子および出力端子が含まれる。
【００３０】
その後、当該部分回路Ｂ０の任意の１ネットとして、例えば、当該部分回路内の最後に見付かったネットであるネットＢ４を抽出対象とした場合、抽出対象マークを付けて図５に示す抽出対象候補リスト９に蓄える。また、当該部分回路内におけるネットＢ４以外の全てのネットおよびビンを非抽出対象として認識して、非抽出対象マークを付けて図５に示す抽出対象候補リスト９に蓄える。
【００３１】
この時、当該部分回路に含まない回路部分については何もマークを付けない。また、当該非抽出対象は、信号変化確率を信号変化確率計算機能で計算させた場合には信号変化確率の計算の精度が低下する可能性があるため、当該非抽出対象は優先度の低い非抽出対象として認識し、優先度の高い非抽出対象のマークを付ける。
【００３２】
なお、図５において、「Ａ」は入力端子、「Ｙ」は出力端子を示し、「○」は抽出対象を意味する抽出対象マークであり、「×」は非抽出対象を意味する非抽出対象マークであり、「−」は優先度の低い非抽出対象を意味するマークである。
【００３３】
次に、クロックネット抽出部８にネットリスト１とセルライブラリ２を入力すると、該クロックネット抽出部８では、全順序回路のクロック端子を起点として消費電力計算対象となる回路の入力端子に向かってネットおよびセルを探索しながら探索経路上の全てのネットおよび全ての端子を認識して当該ネット名および当該端子名を抽出対象候補リスト９に蓄える。これにより、漏れのない高精度の抽出対象のリストアップができる。
【００３４】
次に、抽出対象リスト生成部１１に信号変化確率情報の抽出対象の候補、および非抽出対象の候補となるネット名および端子名が全て蓄えられた抽出対象候補リスト９を入力する。該抽出対象リスト生成部１１では、非抽出対象マークのみが付いている対象と、非抽出対象マークおよび優先度の高い非抽出対象マークの両方が付いている対象のみを後述する論理シミュレーションの対象でない非抽出対象として認識する。また、抽出対象となるネットと抽出対象となる端子とが近接接続している場合で、且つ、当該ネットあるいは当該端子のいずれかの信号変化確率情報が決まれば他方の信号変化確率情報が決まる場合に、必要な対象のみ、すなわち抽出対象となるネットと抽出対象となる端子とのいずれかを抽出対象として認識し、他方を非抽出対象として認識する。さらに上記の非抽出対象以外を後述する論理シミュレーションの対象である抽出対象として認識する。そして、以上により最終的に決まる全ての抽出対象を抽出対象リスト１０に出力する。
【００３５】
すなわち、抽出対象リスト生成部１１では、信号変化確率計算機能では充分な精度が得られない個所に対してのみ、論理シミュレーションによる信号変化確率情報の対象として抽出を行なう。また、信号変化確率計算部１７において信号変化確率を計算した場合においても信号変化確率の計算の精度が低下しない箇所、すなわち信号変化確率計算機能で充分な精度が得られる個所を非抽出対象とし、抽出対象を抽出対象リスト１０には含めない。なお、ここで非抽出対象とされてものについては、信号変化確率計算部１７において信号変化確率を計算するため、論理シミュレーション部１３において論理シミュレーションが実行されない。
【００３６】
次に、論理シミュレーション部１３に、ネットリスト１とセルライブラリ２と抽出対象リスト１０と入力パターン１２とを入力する。該論理シミュレーション部１３では、論理シミュレーションを実行し、抽出対象リスト１０にある抽出対象で発生するシミュレーション時間に沿って信号変化回数および各信号値の取り得る期間をそれぞれ加算していく。
【００３７】
また、信号変化確率情報抽出部１５では、論理シミュレーション部１３において加算された当該回数および当該期間から抽出対象の信号変化確率を計算して信号変化確率情報１４として出力する。これにより、抽出対象に関しては、論理シミュレーションを実行することにより良好な精度で信号変化確率情報を得ることができる。
【００３８】
そして、抽出対象リスト生成部１１において非抽出対象とされているものについては、論理シミュレーション部１３においては、論理シミュレーションが実行されないため、信号変化確率情報抽出部１５において信号変化確率情報は計算されない。これらの非抽出対象とされたものについては、信号変化確率計算部１７において信号変化確率を計算する。これにより、論理シミュレーション部１３における論理シミュレーションの実行対象を軽減することができる。その結果、論理シミュレーション時における処理時間の削減、コンピュータのメモリ使用量の削減、信号変化確率情報を記述したファイルのサイズの縮小化が可能となる。
【００３９】
次に、信号変化確率計算部１７に、ネットリスト１とセルライブラリ２と信号変化確率情報１４とを入力する。該信号変化確率計算部１７では、抽出対象リスト１０に含まれていない対象の信号変化確率を計算して信号変化確率情報１６を生成する。該信号変化確率計算部１７では、信号変化確率情報１４に記述された信号変化確率からセル毎に当該セルの入力端子の信号変化確率を検索し、またセルライブラリ２に記述されたファンクション情報を用いて当該確率から当該セルの出力端子の信号変化確率を計算する。また、信号変化確率情報１４に記述された信号変化確率から該信号変化確率情報１４に記述されていない箇所のネットの信号変化確率を計算する。すなわち、信号変化確率計算部１７では、信号変化確率情報１４に基づいて、該信号変化確率情報１４に記述されていない全ての箇所の信号変化確率情報を計算する。ここで、信号変化確率計算部１７において信号変化確率情報が計算される箇所は、上述した該抽出対象リスト生成部１１において非抽出対象として認識された箇所であり、信号変化確率計算部１７において信号変化確率を計算した場合においても信号変化確率の計算の精度が低下しない箇所、すなわち信号変化確率計算機能で充分な精度が得られる個所である。これにより、信号変化確率計算部１７では、良好な計算精度で信号変化確率情報が得られる。
【００４０】
但し、当該計算を開始する前に、抽出対象リスト１０に信号が全く変化しないことを示すフラグが付いた対象については、信号が全く変化しない時の信号変化確率に設定しておく。
【００４１】
そして、信号変化確率情報抽出部１５と信号変化確率計算部１７とにおける信号変化確率の計算により消費電力計算対象となる回路の全ネットおよび全端子の信号変化確率の抽出が終了した時点で、当該回路の全ネットおよび全端子の信号変化確率を信号変化確率情報１６として出力する。以上により半導体集積回路内の全ての箇所について論理シミュレーションを実行すること無く、全ての箇所について良好な精度で信号変化確率情報を得ることができる。
【００４２】
最後に、消費電力計算部１９にネットリスト１と信号変化確率情報１６と消費電力ライブラリ１８とを入力する。該消費電力計算部１９では、各端子の信号変化確率情報と各セルの消費電力とを計算し、消費電力情報２０を出力する。ここで、消費電力ライブラリ１８には、セル毎に当該セルの各端子の信号変化に応じた消費電力情報が記述されており、該消費電力計算部１９では信号変化確率情報１６に記述された当該セルの各端子の信号変化確率情報と当該消費電力情報から消費電力計算対象となる回路の消費電力情報値を抽出し、消費電力情報２０に出力する。
【００４３】
以上のように、この消費電力計算装置では、信号変化確率の計算を論理シミュレーション部１３および信号変化確率情報抽出部１５と、信号変化確率計算部１７とに分割して行う。すなわち、信号変化確率計算部１７で充分な計算精度が得られる個所に対しては信号変化確率計算部１７で信号変化確率情報を計算し、信号変化確率計算部１７では充分な計算精度が得られない個所に対してのみ、論理シミュレーションによる信号変化確率情報の抽出を行なう。
【００４４】
したがって、この消費電力計算装置では、半導体集積回路の全ての箇所において良好な精度で信号変化確率情報を得ることができ、これに基づいて消費電力を計算するため、高精度の消費電力計算が可能である。
【００４５】
また、信号変化確率計算部１７では充分な計算精度が得られない個所に対してのみ、論理シミュレーションを使用した信号変化確率情報の抽出を行なうため、論理シミュレーションの実行対象を大幅に削減することが可能であり、論理シミュレーション時における処理時間の削減、コンピュータのメモリ使用量の削減、信号変化確率情報を記述したファイルのサイズの縮小化が可能となる。
【００４６】
したがって、この消費電力計算装置では、論理シミュレーションによる信号変化確率計算機能を持つ消費電力計算装置において、高い消費電力見積り精度を有するとともに論理シミュレーション時における処理時間および処理装置の負荷を軽減することができるという効果を有する。
【００４７】
なお、この消費電力計算装置は、該装置に固有のライブラリ情報を必要とせずに従来と同様のライブラリをそのまま使用するだけで実現が可能である。
【００４８】
実施の形態２．
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。
【００４９】
図６は、本実施の形態に係る消費電力計算装置を説明するブロック図である。当該図は、消費電力計算装置の構成、処理の手順、および各処理における入出力データを示している。
【００５０】
当該消費電力計算装置は、計算対象となる回路のセル間の接続情報が記述されたネットリスト２１、セルの名前やファンクション（動作定義）が記述されたセルライブラリ２２、ネットリスト２１とセルライブラリ２２とを入力して消費電力計算対象となる回路の入出力端子に接続するネットを抽出する入出力端子抽出部２３、電圧値が固定されたネットを抽出する固定電圧箇所抽出部２４、１入力１出力セルが１セル以上直列接続する部分回路の初段にあるセルの入力側のネットを抽出する直列セル初段ネット抽出部２５、組合せ回路セルのみで構成されるループ回路を認識して当該ループ回路内の任意の１ネットを抽出するループ回路ネット抽出部２６、順序回路セルのクロック端子に接続するネットを入力側に向かってネット及びセルを検索しながら遡り、消費電力計算対象回路の入力端子までの全ネット及び全端子を抽出するクロックネット抽出部２７、入出力端子抽出部２３と固定電圧箇所抽出部２４と直列セル初段ネット抽出部２５とループ回路ネット抽出部２６とクロックネット抽出部２７とで抽出された信号変化確率情報を蓄えておく抽出対象侯補リスト２８、論理シミュレーションによって信号変化確率情報を抽出する対象と抽出する優先度が記述された抽出対象リスト２９、抽出対象侯補リスト２８を入力して抽出対象リスト２９を生成する抽出対象生成部３０、セル毎に当該セルの各端子の信号変化に応じた消費電力情報および本発明固有の情報である各端子の抽出対象フラグおよび出力端子に対する信号変化確率の算出式が記述された消費電力ライブラリ３１、抽出対象リスト２９に消費電力ライブラリ３１で抽出対象に指定されている端子を付加した抽出対象リスト３２、ネットリスト２１とセルライブラリ２２と消費電力ライブラリ３１と抽出対象リスト２９を入力して抽出対象リスト３２を生成する抽出対象付加部３３、論理シミュレーションを実行するために入力端子に印加するパターンを記述した入力パターン３４、ネットリスト２１とセルライブラリ２２と入力パターン３４を用いて当該回路の論理シミュレーションを行なう論理シミュレーション部３５、抽出対象リスト３２中の抽出対象毎の信号変化確率が記述された信号変化確率情報３８、論理シミュレーション中に信号変化確率情報３８を出力する信号変化確率情報出力部３７、抽出対象リスト３２と信号変化確率情報３６とネットリスト２１とセルライブラリ２２と消費電力ライブラリ３１を用いて抽出対象リスト３２に無い対象の信号変化確率を計算して信号変化確率情報３８を生成する信号変化確率計算部３９、消費電力計算対象となる回路の消費電力が記述された消費電力情報４０、信号変化確率情報１９と消費電力ライブラリ３１とネットリスト２１を用いて消費電力を計算し、消費電力情報４０を出力する消費電力計算部４１とを備えるものである。
【００５１】
次に、この費電力計算装置の動作を図面を参照しながら具体的に説明する。まず、入出力端子抽出部２３にネットリスト２１とセルライブラリ２２とを入力すると、該入出力端子抽出部２３では消費電力計算対象となる回路の入力端子および出力端子を認識して当該端子名を抽出対象として抽出対象候補リスト２８に蓄える。これにより、漏れのない高精度の抽出対象のリストアップができる。
【００５２】
次に、固定電圧箇所抽出部２４にネットリスト２１とセルライブラリ２２とを入力すると、該固定電圧箇所抽出部２４では電源電圧源あるいはグランドに接続されたネットあるいは端子を認識する。そして、当該ネット名および当該端子名を非抽出対象として認識し、当該ネット名および当該端子名に非抽出対象マークを付けて抽出対象候補リスト２８に蓄える。また、その際に信号が全く変化しないことを示すフラグを付ける。なお、当該非抽出対象は、信号変化確率を信号変化確率計算機能で計算させた場合においても信号変化確率の計算の精度が低下する可能性はないため、当該非抽出対象を優先度の高い非抽出対象とし認識し、優先度の高い非抽出対象のマークを付ける。このように、抽出対象と非抽出対象とを選択的に認識して抽出対象候補リスト２８に蓄えることにより、後述する論理シミュレーションの実行対象を削減し、論理シミュレーション時の負荷を軽減することができる。
【００５３】
次に、直列セル初段ネット抽出部２５にネットリスト２１とセルライブラリ２２を入力すると、該直列セル初段ネット抽出部２５では１入力１出力セルを検索して当該セルが１段以上直列接続している部分回路の初段の入力端子に接続するネットを認識する。そして、当該ネット名を抽出対象として認識して抽出対象マークを付けて抽出対象候補リスト２８に蓄える。また、当該部分回路内の抽出対象以外の全てを非抽出対象として認識して非抽出対象マークを付けて抽出対象候補リスト２８に蓄える。このように、抽出対象を選択的に認識して抽出対象候補リスト２８に蓄えることにより、後述する論理シミュレーションの実行対象を削減し、論理シミュレーション時の負荷を軽減することができる。
【００５４】
なお、直列セル初段ネット抽出部２５の動作は、上述した実施例１の直列セル初段ネット抽出部５の動作と同じであり、具体的な抽出例は実施例１の直列セル初段ネット抽出部５の説明と同じであるため、上記の説明を参照することとし、詳細な説明は省略する。
【００５５】
また、直列セル初段ネット抽出部２５において認識する非抽出対象は、信号変化確率を信号変化確率計算機能で計算させた場合においても信号変化確率の計算の精度が低下する可能性はないため、優先度の高い非抽出対象として認識し、優先度の高い非抽出対象のマークを付ける。
【００５６】
次に、ループ回路ネット抽出部２６にネットリスト２１とセルライブラリ２２とを入力すると、組合せ回路のみでループになっている部分回路を認識する。そして、当該部分回路内のループ上にある任意のネット名を抽出対象として認識して、抽出対象マークを付けて抽出対象候補リスト２８に蓄える。また、当該部分回路内における抽出対象以外の全てを非抽出対象として認識して、非抽出対象マークを付けて抽出対象候補リスト２８に蓄える。このように、抽出対象と非抽出対象とを選択的に認識して抽出対象候補リスト２８に蓄えることにより、後述する論理シミュレーションの実行対象を削減し、論理シミュレーション時の負荷を軽減することができる。
【００５７】
なお、ループ回路ネット抽出部２６の動作は、上述した実施例１のループ回路ネット抽出部７と同じであり、具体的な抽出例は実施例１のループ回路ネット抽出部７の説明と同じであるため、上記の説明を参照することとし、詳細な説明は省略する。
【００５８】
また、ループ回路ネット抽出部２６で認識する非抽出対象は、信号変化確率を信号変化確率計算機能で計算させた場合には信号変化確率の計算の精度が低下する可能性があるため、当該非抽出対象は優先度の低い非抽出対象として認識し、優先度の高い非抽出対象のマークを付ける。
【００５９】
次に、クロックネット抽出部２７にネットリスト２１とセルライブラリ２２を入力すると、該クロックネット抽出部２７では、全順序回路のクロック端子を起点として消費電力計算対象となる回路の入力端子に向かってネットおよびセルを探索しながら探索経路上の全てのネットおよび全ての端子を認識して当該ネット名および当該端子名を抽出対象候補リスト２８に蓄える。これにより、漏れのない高精度の抽出対象のリストアップができる。
【００６０】
次に、抽出対象リスト生成部３０に信号変化確率情報の抽出対象の候補、および非抽出対象の候補となるネット名および端子名が全て蓄えられた抽出対象候補リスト２８を入力する。該抽出対象リスト生成部３０では、抽出対象および非抽出対象の両方の対象として蓄えられている対象のみを後述する論理シミュレーションの対象ではない非抽出対象として認識する。
【００６１】
また、抽出対象となるネットと抽出対象となる端子とが近接接続している場合で、且つ、当該ネットあるいは当該端子のいずれかの信号変化確率情報が決まれば他方の信号変化確率情報が決まる場合に、必要な対象のみ、すなわち抽出対象となるネットと抽出対象となる端子とのいずれかを抽出対象として認識し、他方を非抽出対象として認識する。さらに上記の非抽出対象以外を後述する論理シミュレーションの対象である抽出対象として認識する。そして、以上により最終的に決まる全ての抽出対象を抽出対象リスト２９に出力する。
【００６２】
すなわち、抽出対象リスト生成部３０では、信号変化確率計算機能では充分な精度が得られない個所に対してのみ、論理シミュレーションによる信号変化確率情報の対象として抽出を行なう。また、信号変化確率計算部３８において信号変化確率を計算した場合においても信号変化確率の計算の精度が低下しない箇所、すなわち信号変化確率計算機能で充分な精度が得られる個所を非抽出対象とし、抽出対象を抽出対象リスト２９には含めない。なお、ここで非抽出対象とされてものについては、信号変化確率計算部３８において信号変化確率を計算するため、論理シミュレーション部３５において論理シミュレーションが実行されない。
【００６３】
次に、抽出対象付加部３３に、ネットリスト２１とセルライブラリ２２と抽出対象リスト２９と消費電力ライブラリ３１とを入力する。該抽出対象付加部３３では、消費電力ライブラリ３１においてセル毎に抽出対象として指定されている全端子の端子名を抽出対象リスト２９に付加し、抽出対象リスト３２として出力する。ここで、消費電力ライブラリ３１には、セル毎に信号変化確率情報の抽出が必要な端子に対して抽出対象である旨の情報が記述されている。
【００６４】
例えば、図７のように消費電力ライブラリ３１に当該情報が記述されている場合、セル名が「ＡＤＤＥＲ」であるセルについては、端子Ａと端子Ｂと端子Ｃとは抽出対象では無いが、端子Ｓ及び端子Ｃ１は抽出対象である。そして、ネットリスト２１内でセル「ＡＤＤＥＲ」の端子Ｓ及び端子Ｃ１に対応する端子名が抽出対象リスト３２として出力される。
【００６５】
このように、セル毎に信号変化確率情報の抽出が必要な端子として消費電力ライブラリ３１において記述された情報を抽出対象リスト２９に対して付加することにより、本実施の形態に係る消費電力計算装置に固有のライブラリ情報である抽出対象リスト３２を作成することができ、抽出対象リスト３２を用いることにより、抽出漏れのない精度の高い信号変化確率情報を得ることができる。
【００６６】
次に、論理シミュレーション部３５に、ネットリスト２１とセルライブラリ２２と抽出対象リスト３２と入力パターン３４とを入力する。該論理シミュレーション部３５では、論理シミュレーションを実行し、抽出対象リスト３２にある抽出対象で発生するシミュレーション時間に沿って信号変化回数および各信号値の取り得る期間をそれぞれ加算していく。
【００６７】
そして、信号変化確率情報抽出部３７では、論理シミュレーション部３５において加算された当該回数および当該期間から抽出対象の信号変化確率を計算して信号変化確率情報３６として出力する。これにより、抽出対象に関しては、論理シミュレーションを実行することにより良好な精度で信号変化確率情報を得ることができる。
【００６８】
そして、抽出対象リスト生成部３０において非抽出対象とされてものについては、論理シミュレーション部３５においては論理シミュレーションが実行されないため、信号変化確率情報抽出部３７において信号変化確率情報は計算されない。これらの非抽出対象とされたものについては、信号変化確率計算部３９において信号変化確率を計算する。これにより、論理シミュレーション部３５における論理シミュレーションの実行対象を軽減することができる。その結果、論理シミュレーション時における処理時間の削減、コンピュータのメモリ使用量の削減、信号変化確率情報を記述したファイルのサイズの縮小化が可能となる。
【００６９】
次に、信号変化確率計算部３９に、ネットリスト２１とセルライブラリ２２と消費電力ライブラリ３１と抽出対象リスト３２信号変化確率情報３６とを入力する。該信号変化確率計算部３９では、抽出対象リスト３２に含まれていない対象の信号変化確率を計算して信号変化確率情報３８を生成する。該信号変化確率計算部３９では、まず、消費電力ライブラリ３１においてセル毎に記述されている出力端子間の信号変化確率の関係式を用いて、信号変化確率情報３６に含まれていない出力端子の信号変化確率から当該端子を持つセルの当該端子以外の出力端子の信号変化確率を算出する。
【００７０】
ここで、消費電力ライブラリ３１には、セル内の所定の出力端子の信号変化確率から他の出力端子の信号変化確率が算出できる場合は、該他の出力端子は信号変化確率情報の抽出対象では無いが、該所定の出力端子の信号変化確率情報と該他の出力端子の信号変化確率情報との相関式、すなわち該所定の出力端子からの該他の出力端子の信号変化確率の算出式がセル毎に記述されている。例えば、図８のように消費電力ライブラリ３１に当該式が記述されている場合、セル「ＦｌｉｐＦｌｏｐ」については、端子ＱＣは端子Ｑの反転信号と同じ信号変化情報として信号変化確率情報３８に出力される。
【００７１】
次に、消費電力計算対象となる回路の入力端子から出力端子に向かってセル毎に接続を辿り、当該信号変化確率と信号変化確率情報３６に記述された信号変化確率とから当該セルの入力端子の信号変化確率を検索し、セルライブラリ２２に記述されたファンクション情報を用いて当該確率から当該セルの出力端子の信号変化確率を計算する。
【００７２】
但し、当該計算を開始する前に、抽出対象リスト３２に信号が全く変化しないことを示すフラグが付いた対象については、信号が全く変化しない時の信号変化確率に設定しておく。
【００７３】
そして、当該計算を消費電力計算対象となる回路の出力端子に至るまで繰り返し、当該回路の全出力端子に対して同計算が終了し、信号変化確率情報抽出部３７と信号変化確率計算部３９とにおける信号変化確率の計算により消費電力計算対象となる回路の全ネットおよび全端子の信号変化確率の抽出が終了した時点で、当該回路の全ネットおよび全端子の信号変化確率を信号変化確率情報３８として出力する。
【００７４】
上記のように、信号変化確率計算部３９では、信号変化確率情報１４に基づいて、該信号変化確率情報３６に記述されていない全ての箇所の信号変化確率情報を計算する。ここで、信号変化確率計算部３９において信号変化確率情報が計算される箇所は、上述した該抽出対象リスト生成部３２において非抽出対象として認識された箇所であり、信号変化確率計算部３９において信号変化確率を計算した場合においても信号変化確率の計算の精度が低下しない箇所、すなわち信号変化確率計算機能で充分な精度が得られる個所である。これにより、信号変化確率計算部３９では、良好な計算精度で信号変化確率情報が得られる。
【００７５】
以上により半導体集積回路内の全ての箇所について論理シミュレーションを実行すること無く、全ての箇所について良好な精度で信号変化確率情報を得ることができる。
【００７６】
最後に、消費電力計算部４１にネットリスト２１と消費電力ライブラリ３１と信号変化確率情報３８とを入力する。該消費電力計算部４１では、各端子の信号変化確率情報と各セルの消費電力とを計算し、消費電力情報４０を出力する。
【００７７】
以上のように、この消費電力計算装置では、信号変化確率の計算を論理シミュレーション部３５および信号変化確率情報抽出部３７と、信号変化確率計算部３９とに分割して行う。すなわち、信号変化確率計算部３９で充分な計算精度が得られる個所に対しては信号変化確率計算部３９で信号変化確率情報を計算し、信号変化確率計算部３９では充分な計算精度が得られない個所に対してのみ、論理シミュレーションによる信号変化確率情報の抽出を行なう。
【００７８】
したがって、この消費電力計算装置では、半導体集積回路の全ての箇所において良好な精度で信号変化確率情報を得ることができ、これに基づいて消費電力を計算するため、高精度の消費電力計算が可能である。
【００７９】
また、信号変化確率計算部３９では充分な計算精度が得られない個所に対してのみ、論理シミュレーションを使用した信号変化確率情報の抽出を行なうため、論理シミュレーションの実行対象を大幅に削減することが可能であり、論理シミュレーション時における処理時間の削減、コンピュータのメモリ使用量の削減、信号変化確率情報を記述したファイルのサイズの縮小化が可能となる。
【００８０】
したがって、この消費電力計算装置では、論理シミュレーションによる信号変化確率計算機能を持つ消費電力計算装置において、高い消費電力値の見積り精度を有するとともに論理シミュレーション時における処理時間および処理装置の負荷を軽減することができるという効果を有する。
【００８１】
さらに、この消費電力計算装置では、セル毎に信号変化確率情報の抽出が必要な端子として消費電力ライブラリ３１において記述された情報を抽出対象リスト２９に対して付加することにより、本実施の形態に係る消費電力計算装置に固有のライブラリである抽出対象リスト３２を作成する。そして、この抽出対象リスト３２を用いることにより、抽出漏れのない精度の高い信号変化確率情報を得ることができ、上述した実施の形態１に係る消費電力計算装置に比べて本発明の効果が大幅に大きいものとされている。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、信号変化確率を信号変化確率計算機能と論理シミュレーション機能とに基づいて分割して求め、信号変化確率計算機能では充分な精度が得られない個所に対してのみ、論理シミュレーションによる信号変化確率情報の抽出を行なう。これにより、半導体集積回路の全ての箇所において良好な精度で信号変化確率情報を得ることができ、さらにこれに基づいて消費電力を計算するため、高精度の消費電力計算を行うことが可能である。したがって、この発明によれば、論理シミュレーションによる信号変化確率情報計算機能を有する消費電力計算装置において、高い消費電力見積り精度を有するとともに論理シミュレーション時における処理時間および処理装置の負荷が軽減された消費電力計算装置を実現できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の消費電力計算装置の構成及び処理フローの一例を示す図である。
【図２】消費電力計算の対象となる回路の一例を示す回路図である。
【図３】抽出対象候補リストの一例を示す図である。
【図４】消費電力計算の対象となる回路の一例を示す回路図である。
【図５】抽出対象候補リストの一例を示す図である。
【図６】この発明の消費電力計算装置の構成及び処理フローの一例を示す図である。
【図７】消費電力ライブラリに、信号変化確率情報の抽出が必要な端子に対して抽出対象である旨の情報が記述された状態を示す図である。
【図８】消費電力ライブラリ３１に、所定の出力端子からの他の出力端子の信号変化確率の算出式がセル毎に記述された状態を示す図である。
【符号の説明】
１ ネットリスト、２ セルライブラリ、３ 入出力端子抽出部、４ 固定電圧箇所抽出部、５ 直列セル初段ネット抽出部、６ 順序回路セル出力端子抽出部、７ ループ回路ネット抽出部、８ クロックネット抽出部、９ 抽出対象候補リスト、１０ 抽出対象リスト、１１ 抽出対象リスト生成部、１２ 入力パターン、１３ 論理シミュレーション部、１４ 信号変化確率情報、１５ 信号変化確率情報抽出部、１６ 信号変化確率情報、１７信号変化確率計算部、１８消費電力ライブラリ、１９ 消費電力情報、２０ 消費電力計算部、 ２１ ネットリスト、２２ セルライブラリ、２３ 入出力端子抽出部、２４ 固定電圧箇所抽出部、２５ 直列セル初段ネット抽出部、２６ ループ回路ネット抽出部、２７ クロックネット抽出部、２８ 抽出対象候補リスト、２９ 抽出対象リスト、３０ 抽出対象リスト生成部、３１ 消費電力ライブラリ、３２ 抽出対象リスト、３３ 抽出対象付加部、３４ 入力パターン、３５ 論理シミュレーション部、３６ 信号変化確率情報、３７ 信号変化確率情報抽出部、３８ 信号変化確率情報、３９信号変化確率計算部、４０ 消費電力情報、４１ 消費電力計算部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路の消費電力計算装置に関し、特に半導体集積回路に対する論理シミュレーション結果から得られる各論理ゲートの信号変化確率情報を用いて消費電力を計算する消費電力計算装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路においては、半導体集積回路の動作時に発生する熱により、所定の動作条件を超えてしまうことになれば、信号の正常な動作を保証することは難しい。一方、電源線から十分な量の電流が供給されなければ、信号の正常な動作を保証することは難しい。
【０００３】
そこで、半導体集積回路の設計において、半導体集積回路の発熱量や同回路の電源線の電流量を考慮することが従来から提案されており、半導体集積回路の消費電力計算の高精度化が研究されている。
【０００４】
半導体集積回路の消費電力を求める装置としては、例えば以下のような装置がある。例えば論理ゲート毎に当該ゲートの端子が１回変化する際に消費される電力値を把握し、また、論理シミュレーションで計算した当該端子の変化回数から当該端子の信号変化確率を求めて、両者から当該論理ゲートの消費電力を算出する。そして、これを半導体集積回路全体に対して実施することで半導体集積回路の消費電力を求める消費電力計算装置が一般的に用いられている。
【０００５】
一方、論理シミュレーションを実行することなく、半導体集積回路の消費電力を求める方法がある。これは、論理ゲート毎に入力端子の信号値から出力端子の信号値を算出するための式を定義し、同式を用いて入力端子の信号変化確率から出力端子の信号変化確率を計算することで半導体集積回路の外部入力端子から外部出力端子に向けて順に論理ゲートの出力端子の確率を計算する方法である。そして、同方法を用いて半導体集積回路の消費電力を求める消費電力計算装置も存在する。
【０００６】
また、論理シミュレーションを利用するものとしては、組み合わせ回路についてセル単位の消費電力ライブラリから複数のセル群をブロックとしたブロック単位の消費電力ライブラリを作成して消費電力を求めるものもある（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１５０２２号公報（第５頁〜第６頁）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来の半導体集積回路に対する消費電力計算装置は、電力値を精度良く算出するために、論理シミュレーションで抽出した信号変化の確率に関する情報ないしはイベント結果ファイルから生成した信号変化確率情報を用いて消費電力値を計算している。
【０００９】
しかしながら、論理シミュレーションにより当該情報を抽出する場合、論理シミュレーション時における、処理時間の増加、コンピュータのメモリ使用量の増加、信号変化確率情報を記述したファイルのサイズが膨大になるなどの問題がある。
【００１０】
また、従来、半導体集積回路に対する消費電力計算装置では、外部入力ポートないしは任意のネットに信号変化確率情報を与えることで、信号変化確率情報を与えていないネットの信号変化確率情報を自動計算する機能を有しているものもあり、論理シミュレーションで信号変化確率情報の抽出を行うことなく消費電力値を算出する機能を有しているものもある。
【００１１】
しかし、当該機能では、回路構成に依存して、抽出した信号変化確率情報の誤差が大きくなることがあるため、十分な精度で消費電力が得られないという問題がある。
【００１２】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、論理シミュレーション機能を持つ消費電力計算装置において、良好な消費電力見積り精度を有し、且つ論理シミュレーション時における処理時間および処理装置の負荷が軽減された消費電力計算装置を得ることを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためこの発明にかかる消費電力計算装置は、複数の論理ゲートから構成される半導体集積回路の設計時に、該半導体集積回路内の端子およびネットの信号変化の確率に関する信号変化確率情報と、端子およびネットの信号変化に対応した消費電力情報とから論理ゲート毎の消費電力を計算して半導体集積回路の消費電力を計算する消費電力計算装置であって、半導体集積回路内の端子およびネットのうち論理シミュレーションによる信号変化確率情報の抽出対象となる抽出対象情報を生成する抽出対象生成手段と、抽出対象情報に基づいて論理シミュレーションを実行して抽出対象の信号変化確率情報を抽出する信号変化確率情報抽出手段と、信号変化確率情報抽出手段において抽出された信号変化確率情報に基づいて半導体集積回路内の端子およびネットのうち抽出対象以外の端子および前記ネットの信号変化確率情報を計算する信号変化確率計算手段と、半導体集積回路内の端子およびネットの信号変化に対応した消費電力情報を保持する消費電力情報保持手段と、論理シミュレーション手段において抽出した信号変化確率情報、信号変化確率計算手段で計算した信号変化確率情報および消費電力情報とに基づいて論理ゲート毎の消費電力を計算して半導体集積回路の消費電力を計算する消費電力計算手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、信号変化確率を信号変化確率計算機能と論理シミュレーション機能とに基づいて分割して求める。すなわち、この発明においては、信号変化確率計算機能では充分な精度が得られない個所に対してのみ、論理シミュレーションによる信号変化確率情報の抽出を行なう。これにより、半導体集積回路の全ての箇所において良好な精度で信号変化確率情報を得ることが可能である。そして、これに基づいて消費電力を計算するため、高精度の消費電力計算を行うことが可能である。また、信号変化確率情報を信号変化確率計算機能と論理シミュレーション機能とに基づいて分割して求めるため、半導体集積回路の全ての箇所について論理シミュレーションを実行する必要が無く、論理シミュレーション時における処理時間および処理装置の負荷を軽減することが可能である。
【００１５】
したがって、この発明によれば、論理シミュレーションによる信号変化確率情報計算機能を有する消費電力計算装置において、高い消費電力見積り精度と、論理シミュレーション時における処理時間および処理装置の負荷の軽減とが両立された消費電力計算装置を実現できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る消費電力計算装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、下記の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る消費電力計算装置を説明するブロック図である。当該図は、消費電力計算装置の構成、処理の手順、および各処理における入出力データを示している。また、本明細書においては、「セル」と「論理ゲート」とは同義である。
【００１８】
当該消費電力計算装置は、計算対象となる回路のセル間の接続情報が記述されたネットリスト１、セルの名前やファンクション（動作定義）が記述されたセルライブラリ２、ネットリスト１とセルライブラリ２とを入力して消費電力計算対象となる回路の入出力端子に接続するネットを抽出する入出力端子抽出部３、電圧値が固定されたネットを抽出する固定電圧箇所抽出部４、１入力１出力セルが１セル以上直列接続する部分回路の初段にあるセルの入力側のネットを抽出する直列セル初段ネット抽出部５、順序回路セルの出力端子を抽出する順序回路セル出力端子抽出部８、組合せ回路セルのみで構成されるループ回路を認識して当該ループ回路内の任意の１ネットを抽出するループ回路ネット抽出部７、順序回路セルのクロック端子に接続するネットを入力側に向かってネット及びセルを検索しながら遡り、消費電力計算対象回路の入力端子までの全ネット及び全端子を抽出するクロックネット抽出部８、入出力端子抽出部３と固定電圧箇所抽出部４と直列セル初段ネット抽出部５と順序回路セル出力端子抽出部６とループ回路ネット抽出部７とクロックネット抽出部８で抽出された情報を蓄えておく抽出対象候補リスト９、論理シミュレーションによって信号変化確率情報を抽出する対象・非対象および優先度が記述された抽出対象リスト１０、抽出対象侯補リスト９から最終的に論理シミュレーションによる信号変化確率情報の抽出対象となる箇所を決めて、抽出対象リスト１０を出力する抽出対象リスト生成部１１、論理シミュレーションを実行するために入力端子に印加するパターンを記述した入力パターン１２、ネットリスト１とセルライブラリ２と抽出対象リスト１０と入力パターン１２を用いて当該回路の論理シミュレーションを行なう論理シミュレーション部１３、抽出対象リスト１０中の抽出対象毎の信号変化確率が記述された信号変化確率情報１４、論理シミュレーション中に信号変化確率情報１４を出力する信号変化確率情報出力部１５、消費電力計算対象となる回路の全ネットおよび全端子の信号変化確率が記述された信号変化確率情報１６、抽出対象リスト１０と信号変化確率情報１４とネットリスト１とセルライブラリ２を用いて抽出対象リスト１０に無い対象の信号変化確率を計算して信号変化確率情報１６を生成する信号変化確率計算部１７、セル毎に当該セルの各端子が信号変化に応じた消費電力情報が記述された消費電力ライブラリ１８、消費電力計算対象となる回路の消費電力が記述された消費電力情報１９、信号変化確率情報１６と消費電力ライブラリ８とネットリスト１を用いて消費電力を計算し、消費電力情報１９を出力する消費電力計算部２０とを備えるものである。
【００１９】
ここで、信号変化確率情報とは、半導体集積回路内の端子およびネットの信号変化の確率に関する情報である。
【００２０】
次に、この消費電力計算装置の動作を図面を参照しながら具体的に説明する。まず、入出力端子抽出部３にネットリスト１とセルライブラリ２とを入力すると、該入出力端子抽出部３では消費電力計算対象となる回路の入力端子および出力端子を認識して当該端子名を抽出対象として抽出対象候補リスト９に蓄える。これにより、漏れのない高精度の抽出対象のリストアップができる。
【００２１】
次に、固定電圧箇所抽出部４にネットリスト１とセルライブラリ２とを入力すると、該固定電圧箇所抽出部４では電源電圧源あるいはグランドに接続されたネットあるいは端子を認識する。そして、当該ネット名および当該端子名を非抽出対象として認識し、当該ネット名および当該端子名に非抽出対象マークを付けて抽出対象候補リスト９に蓄える。また、その際に信号が全く変化しないことを示すフラグを付ける。なお、当該非抽出対象は、信号変化確率を信号変化確率計算機能で計算させた場合においても信号変化確率の計算の精度が低下する可能性はないため、当該非抽出対象を優先度の高い非抽出対象として認識し、優先度の高い非抽出対象のマークを付ける。このように、抽出対象と非抽出対象とを選択的に認識して抽出対象候補リスト９に蓄えることにより、後述する論理シミュレーションの実行対象を削減し、論理シミュレーション時の負荷を軽減することができる。
【００２２】
次に、直列セル初段ネット抽出部５にネットリスト１とセルライブラリ２を入力すると、該直列セル初段ネット抽出部５では１入力１出力セルを検索して当該セルが１段以上直列接続している部分回路の初段の入力端子に接続するネットを認識する。そして、当該ネット名を抽出対象として認識して抽出対象マークを付けて抽出対象候補リスト９に蓄える。また、当該部分回路内の抽出対象以外の全てを非抽出対象として認識して非抽出対象マークを付けて抽出対象候補リスト９に蓄える。このように、抽出対象と非抽出対象とを選択的に認識して抽出対象候補リスト９に蓄えることにより、後述する論理シミュレーションの実行対象を削減し、論理シミュレーション時の負荷を軽減することができる。
【００２３】
図２を用いて直列セル初段ネット抽出部５における具体的な抽出例を説明する。図２に示す回路を消費電力計算の対象となる回路とした場合、まず、当該回路中の１入力１出力セルが１段以上直列接続している部分回路を対象回路の入力端子から探索する。最初に、セルＡ１６が見付かるため、ネットＡ３とネットＡ４とセルＡ１６とを部分回路とし、セルＡ１６から、その出力側に接続しているセルＡ１７とセルＡ２０、および当該セルの出力側に接続しているネットＡ５とネットＡ１０とを当該部分回路に含め、さらに、セルＡ１８とセルＡ２１、およびネットＡ６とネットＡ１１とを部分回路に含める。そして、当該セルの出力に１入力１出力セルが存在しないことにより、セルＡ１６、セルＡ１７、セルＡ１８、セルＡ２０、セルＡ２１、ネットＡ３、ネットＡ４、ネットＡ５、ネットＡ６、ネットＡ１０、ネットＡ１１で構成される回路Ａ０が部分回路として抽出される。
【００２４】
その後、当該部分回路の初段セルであるセルＡ１６の入力端子に接続するネットＡ３を抽出対象として認識して、抽出対象マークを付けて図３に示す抽出対象候補リスト９に蓄える。また、当該部分回路内における該ネットＡ３以外のネット、セルの入力端子および出力端子を全て非抽出対象として認識して、図３に示す非抽出対象マークを付けて抽出対象候補リスト９に蓄える。
【００２５】
この時、当該部分回路に含まれない回路部分については何もマークを付けない。また、当該非抽出対象は、信号変化確率を信号変化確率計算機能で計算させた場合においても信号変化確率の計算の精度が低下する可能性はないため、優先度の高い非抽出対象として認識し、優先度の高い非抽出対象のマークを付ける。
【００２６】
なお、図３において、「Ａ」は入力端子、「Ｙ」は出力端子を示し、「○」は抽出対象を意味する抽出対象マークであり、「×」は非抽出対象を意味する非抽出対象マークであり、「＋」は優先度の高い非抽出対象を意味するマークである。
【００２７】
次に、順序回路セル出力端子抽出部６にネットリスト１とセルライブラリ２とを入力すると、該順序回路セル出力端子抽出部６では順序回路セルの出力端子を認識して当該端子名を抽出対象として抽出対象侯補リスト９に蓄える。このように、抽出対象を選択的に認識して抽出対象候補リスト９に蓄えることにより、後述する論理シミュレーションの実行対象を削減し、論理シミュレーション時の負荷を軽減することができる。
【００２８】
次に、ループ回路ネット抽出部７にネットリスト１とセルライブラリ２とを入力すると、組合せ回路のみでループになっている部分回路を認識する。そして、当該部分回路内のループ上にある任意のネット名を抽出対象として認識して、抽出対象マークを付けて抽出対象候補リスト９に蓄える。また、当該部分回路内における抽出対象以外の全てを非抽出対象として認識して、非抽出対象マークを付けて抽出対象候補リスト９に蓄える。このように、抽出対象と非抽出対象とを選択的に認識して抽出対象候補リスト９に蓄えることにより、後述する論理シミュレーションの実行対象を削減し、論理シミュレーション時の負荷を軽減することができる。
【００２９】
図４を用いてループ回路ネット抽出部７の具体的な抽出例を説明する。図４の回路を消費電力計算の対象となる回路とした場合、まず、当該回路中の組合せ回路のみでループになっている部分回路を対象回路の入力端子から検索する。例えばネットＢ２から探索するとセルＢ１２、ネットＢ６、セルＢ１３、ネットＢ７、セルＢ１４、ネットＢ８、セルＢ１５、ネットＢ５、セルＢ１６、ネットＢ４、セルＢ１３の順に探索すると、組合せ回路のみでループになっている部分回路Ｂ０が抽出される。部分回路Ｂ０には、ネットＢ４、ネットＢ５、ネットＢ７、ネットＢ８と、これらのネットが接続しているセルＢ１３、セルＢ１４、セルＢ１５、セル１６の入力端子および出力端子が含まれる。
【００３０】
その後、当該部分回路Ｂ０の任意の１ネットとして、例えば、当該部分回路内の最後に見付かったネットであるネットＢ４を抽出対象とした場合、抽出対象マークを付けて図５に示す抽出対象候補リスト９に蓄える。また、当該部分回路内におけるネットＢ４以外の全てのネットおよびビンを非抽出対象として認識して、非抽出対象マークを付けて図５に示す抽出対象候補リスト９に蓄える。
【００３１】
この時、当該部分回路に含まない回路部分については何もマークを付けない。また、当該非抽出対象は、信号変化確率を信号変化確率計算機能で計算させた場合には信号変化確率の計算の精度が低下する可能性があるため、当該非抽出対象は優先度の低い非抽出対象として認識し、優先度の高い非抽出対象のマークを付ける。
【００３２】
なお、図５において、「Ａ」は入力端子、「Ｙ」は出力端子を示し、「○」は抽出対象を意味する抽出対象マークであり、「×」は非抽出対象を意味する非抽出対象マークであり、「−」は優先度の低い非抽出対象を意味するマークである。
【００３３】
次に、クロックネット抽出部８にネットリスト１とセルライブラリ２を入力すると、該クロックネット抽出部８では、全順序回路のクロック端子を起点として消費電力計算対象となる回路の入力端子に向かってネットおよびセルを探索しながら探索経路上の全てのネットおよび全ての端子を認識して当該ネット名および当該端子名を抽出対象候補リスト９に蓄える。これにより、漏れのない高精度の抽出対象のリストアップができる。
【００３４】
次に、抽出対象リスト生成部１１に信号変化確率情報の抽出対象の候補、および非抽出対象の候補となるネット名および端子名が全て蓄えられた抽出対象候補リスト９を入力する。該抽出対象リスト生成部１１では、非抽出対象マークのみが付いている対象と、非抽出対象マークおよび優先度の高い非抽出対象マークの両方が付いている対象のみを後述する論理シミュレーションの対象でない非抽出対象として認識する。また、抽出対象となるネットと抽出対象となる端子とが近接接続している場合で、且つ、当該ネットあるいは当該端子のいずれかの信号変化確率情報が決まれば他方の信号変化確率情報が決まる場合に、必要な対象のみ、すなわち抽出対象となるネットと抽出対象となる端子とのいずれかを抽出対象として認識し、他方を非抽出対象として認識する。さらに上記の非抽出対象以外を後述する論理シミュレーションの対象である抽出対象として認識する。そして、以上により最終的に決まる全ての抽出対象を抽出対象リスト１０に出力する。
【００３５】
すなわち、抽出対象リスト生成部１１では、信号変化確率計算機能では充分な精度が得られない個所に対してのみ、論理シミュレーションによる信号変化確率情報の対象として抽出を行なう。また、信号変化確率計算部１７において信号変化確率を計算した場合においても信号変化確率の計算の精度が低下しない箇所、すなわち信号変化確率計算機能で充分な精度が得られる個所を非抽出対象とし、抽出対象を抽出対象リスト１０には含めない。なお、ここで非抽出対象とされてものについては、信号変化確率計算部１７において信号変化確率を計算するため、論理シミュレーション部１３において論理シミュレーションが実行されない。
【００３６】
次に、論理シミュレーション部１３に、ネットリスト１とセルライブラリ２と抽出対象リスト１０と入力パターン１２とを入力する。該論理シミュレーション部１３では、論理シミュレーションを実行し、抽出対象リスト１０にある抽出対象で発生するシミュレーション時間に沿って信号変化回数および各信号値の取り得る期間をそれぞれ加算していく。
【００３７】
また、信号変化確率情報抽出部１５では、論理シミュレーション部１３において加算された当該回数および当該期間から抽出対象の信号変化確率を計算して信号変化確率情報１４として出力する。これにより、抽出対象に関しては、論理シミュレーションを実行することにより良好な精度で信号変化確率情報を得ることができる。
【００３８】
そして、抽出対象リスト生成部１１において非抽出対象とされているものについては、論理シミュレーション部１３においては、論理シミュレーションが実行されないため、信号変化確率情報抽出部１５において信号変化確率情報は計算されない。これらの非抽出対象とされたものについては、信号変化確率計算部１７において信号変化確率を計算する。これにより、論理シミュレーション部１３における論理シミュレーションの実行対象を軽減することができる。その結果、論理シミュレーション時における処理時間の削減、コンピュータのメモリ使用量の削減、信号変化確率情報を記述したファイルのサイズの縮小化が可能となる。
【００３９】
次に、信号変化確率計算部１７に、ネットリスト１とセルライブラリ２と信号変化確率情報１４とを入力する。該信号変化確率計算部１７では、抽出対象リスト１０に含まれていない対象の信号変化確率を計算して信号変化確率情報１６を生成する。該信号変化確率計算部１７では、信号変化確率情報１４に記述された信号変化確率からセル毎に当該セルの入力端子の信号変化確率を検索し、またセルライブラリ２に記述されたファンクション情報を用いて当該確率から当該セルの出力端子の信号変化確率を計算する。また、信号変化確率情報１４に記述された信号変化確率から該信号変化確率情報１４に記述されていない箇所のネットの信号変化確率を計算する。すなわち、信号変化確率計算部１７では、信号変化確率情報１４に基づいて、該信号変化確率情報１４に記述されていない全ての箇所の信号変化確率情報を計算する。ここで、信号変化確率計算部１７において信号変化確率情報が計算される箇所は、上述した該抽出対象リスト生成部１１において非抽出対象として認識された箇所であり、信号変化確率計算部１７において信号変化確率を計算した場合においても信号変化確率の計算の精度が低下しない箇所、すなわち信号変化確率計算機能で充分な精度が得られる個所である。これにより、信号変化確率計算部１７では、良好な計算精度で信号変化確率情報が得られる。
【００４０】
但し、当該計算を開始する前に、抽出対象リスト１０に信号が全く変化しないことを示すフラグが付いた対象については、信号が全く変化しない時の信号変化確率に設定しておく。
【００４１】
そして、信号変化確率情報抽出部１５と信号変化確率計算部１７とにおける信号変化確率の計算により消費電力計算対象となる回路の全ネットおよび全端子の信号変化確率の抽出が終了した時点で、当該回路の全ネットおよび全端子の信号変化確率を信号変化確率情報１６として出力する。以上により半導体集積回路内の全ての箇所について論理シミュレーションを実行すること無く、全ての箇所について良好な精度で信号変化確率情報を得ることができる。
【００４２】
最後に、消費電力計算部１９にネットリスト１と信号変化確率情報１６と消費電力ライブラリ１８とを入力する。該消費電力計算部１９では、各端子の信号変化確率情報と各セルの消費電力とを計算し、消費電力情報２０を出力する。ここで、消費電力ライブラリ１８には、セル毎に当該セルの各端子の信号変化に応じた消費電力情報が記述されており、該消費電力計算部１９では信号変化確率情報１６に記述された当該セルの各端子の信号変化確率情報と当該消費電力情報から消費電力計算対象となる回路の消費電力情報値を抽出し、消費電力情報２０に出力する。
【００４３】
以上のように、この消費電力計算装置では、信号変化確率の計算を論理シミュレーション部１３および信号変化確率情報抽出部１５と、信号変化確率計算部１７とに分割して行う。すなわち、信号変化確率計算部１７で充分な計算精度が得られる個所に対しては信号変化確率計算部１７で信号変化確率情報を計算し、信号変化確率計算部１７では充分な計算精度が得られない個所に対してのみ、論理シミュレーションによる信号変化確率情報の抽出を行なう。
【００４４】
したがって、この消費電力計算装置では、半導体集積回路の全ての箇所において良好な精度で信号変化確率情報を得ることができ、これに基づいて消費電力を計算するため、高精度の消費電力計算が可能である。
【００４５】
また、信号変化確率計算部１７では充分な計算精度が得られない個所に対してのみ、論理シミュレーションを使用した信号変化確率情報の抽出を行なうため、論理シミュレーションの実行対象を大幅に削減することが可能であり、論理シミュレーション時における処理時間の削減、コンピュータのメモリ使用量の削減、信号変化確率情報を記述したファイルのサイズの縮小化が可能となる。
【００４６】
したがって、この消費電力計算装置では、論理シミュレーションによる信号変化確率計算機能を持つ消費電力計算装置において、高い消費電力見積り精度を有するとともに論理シミュレーション時における処理時間および処理装置の負荷を軽減することができるという効果を有する。
【００４７】
なお、この消費電力計算装置は、該装置に固有のライブラリ情報を必要とせずに従来と同様のライブラリをそのまま使用するだけで実現が可能である。
【００４８】
実施の形態２．
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。
【００４９】
図６は、本実施の形態に係る消費電力計算装置を説明するブロック図である。当該図は、消費電力計算装置の構成、処理の手順、および各処理における入出力データを示している。
【００５０】
当該消費電力計算装置は、計算対象となる回路のセル間の接続情報が記述されたネットリスト２１、セルの名前やファンクション（動作定義）が記述されたセルライブラリ２２、ネットリスト２１とセルライブラリ２２とを入力して消費電力計算対象となる回路の入出力端子に接続するネットを抽出する入出力端子抽出部２３、電圧値が固定されたネットを抽出する固定電圧箇所抽出部２４、１入力１出力セルが１セル以上直列接続する部分回路の初段にあるセルの入力側のネットを抽出する直列セル初段ネット抽出部２５、組合せ回路セルのみで構成されるループ回路を認識して当該ループ回路内の任意の１ネットを抽出するループ回路ネット抽出部２６、順序回路セルのクロック端子に接続するネットを入力側に向かってネット及びセルを検索しながら遡り、消費電力計算対象回路の入力端子までの全ネット及び全端子を抽出するクロックネット抽出部２７、入出力端子抽出部２３と固定電圧箇所抽出部２４と直列セル初段ネット抽出部２５とループ回路ネット抽出部２６とクロックネット抽出部２７とで抽出された信号変化確率情報を蓄えておく抽出対象侯補リスト２８、論理シミュレーションによって信号変化確率情報を抽出する対象と抽出する優先度が記述された抽出対象リスト２９、抽出対象侯補リスト２８を入力して抽出対象リスト２９を生成する抽出対象生成部３０、セル毎に当該セルの各端子の信号変化に応じた消費電力情報および本発明固有の情報である各端子の抽出対象フラグおよび出力端子に対する信号変化確率の算出式が記述された消費電力ライブラリ３１、抽出対象リスト２９に消費電力ライブラリ３１で抽出対象に指定されている端子を付加した抽出対象リスト３２、ネットリスト２１とセルライブラリ２２と消費電力ライブラリ３１と抽出対象リスト２９を入力して抽出対象リスト３２を生成する抽出対象付加部３３、論理シミュレーションを実行するために入力端子に印加するパターンを記述した入力パターン３４、ネットリスト２１とセルライブラリ２２と入力パターン３４を用いて当該回路の論理シミュレーションを行なう論理シミュレーション部３５、抽出対象リスト３２中の抽出対象毎の信号変化確率が記述された信号変化確率情報３８、論理シミュレーション中に信号変化確率情報３８を出力する信号変化確率情報出力部３７、抽出対象リスト３２と信号変化確率情報３６とネットリスト２１とセルライブラリ２２と消費電力ライブラリ３１を用いて抽出対象リスト３２に無い対象の信号変化確率を計算して信号変化確率情報３８を生成する信号変化確率計算部３９、消費電力計算対象となる回路の消費電力が記述された消費電力情報４０、信号変化確率情報１９と消費電力ライブラリ３１とネットリスト２１を用いて消費電力を計算し、消費電力情報４０を出力する消費電力計算部４１とを備えるものである。
【００５１】
次に、この費電力計算装置の動作を図面を参照しながら具体的に説明する。まず、入出力端子抽出部２３にネットリスト２１とセルライブラリ２２とを入力すると、該入出力端子抽出部２３では消費電力計算対象となる回路の入力端子および出力端子を認識して当該端子名を抽出対象として抽出対象候補リスト２８に蓄える。これにより、漏れのない高精度の抽出対象のリストアップができる。
【００５２】
次に、固定電圧箇所抽出部２４にネットリスト２１とセルライブラリ２２とを入力すると、該固定電圧箇所抽出部２４では電源電圧源あるいはグランドに接続されたネットあるいは端子を認識する。そして、当該ネット名および当該端子名を非抽出対象として認識し、当該ネット名および当該端子名に非抽出対象マークを付けて抽出対象候補リスト２８に蓄える。また、その際に信号が全く変化しないことを示すフラグを付ける。なお、当該非抽出対象は、信号変化確率を信号変化確率計算機能で計算させた場合においても信号変化確率の計算の精度が低下する可能性はないため、当該非抽出対象を優先度の高い非抽出対象とし認識し、優先度の高い非抽出対象のマークを付ける。このように、抽出対象と非抽出対象とを選択的に認識して抽出対象候補リスト２８に蓄えることにより、後述する論理シミュレーションの実行対象を削減し、論理シミュレーション時の負荷を軽減することができる。
【００５３】
次に、直列セル初段ネット抽出部２５にネットリスト２１とセルライブラリ２２を入力すると、該直列セル初段ネット抽出部２５では１入力１出力セルを検索して当該セルが１段以上直列接続している部分回路の初段の入力端子に接続するネットを認識する。そして、当該ネット名を抽出対象として認識して抽出対象マークを付けて抽出対象候補リスト２８に蓄える。また、当該部分回路内の抽出対象以外の全てを非抽出対象として認識して非抽出対象マークを付けて抽出対象候補リスト２８に蓄える。このように、抽出対象を選択的に認識して抽出対象候補リスト２８に蓄えることにより、後述する論理シミュレーションの実行対象を削減し、論理シミュレーション時の負荷を軽減することができる。
【００５４】
なお、直列セル初段ネット抽出部２５の動作は、上述した実施例１の直列セル初段ネット抽出部５の動作と同じであり、具体的な抽出例は実施例１の直列セル初段ネット抽出部５の説明と同じであるため、上記の説明を参照することとし、詳細な説明は省略する。
【００５５】
また、直列セル初段ネット抽出部２５において認識する非抽出対象は、信号変化確率を信号変化確率計算機能で計算させた場合においても信号変化確率の計算の精度が低下する可能性はないため、優先度の高い非抽出対象として認識し、優先度の高い非抽出対象のマークを付ける。
【００５６】
次に、ループ回路ネット抽出部２６にネットリスト２１とセルライブラリ２２とを入力すると、組合せ回路のみでループになっている部分回路を認識する。そして、当該部分回路内のループ上にある任意のネット名を抽出対象として認識して、抽出対象マークを付けて抽出対象候補リスト２８に蓄える。また、当該部分回路内における抽出対象以外の全てを非抽出対象として認識して、非抽出対象マークを付けて抽出対象候補リスト２８に蓄える。このように、抽出対象と非抽出対象とを選択的に認識して抽出対象候補リスト２８に蓄えることにより、後述する論理シミュレーションの実行対象を削減し、論理シミュレーション時の負荷を軽減することができる。
【００５７】
なお、ループ回路ネット抽出部２６の動作は、上述した実施例１のループ回路ネット抽出部７と同じであり、具体的な抽出例は実施例１のループ回路ネット抽出部７の説明と同じであるため、上記の説明を参照することとし、詳細な説明は省略する。
【００５８】
また、ループ回路ネット抽出部２６で認識する非抽出対象は、信号変化確率を信号変化確率計算機能で計算させた場合には信号変化確率の計算の精度が低下する可能性があるため、当該非抽出対象は優先度の低い非抽出対象として認識し、優先度の高い非抽出対象のマークを付ける。
【００５９】
次に、クロックネット抽出部２７にネットリスト２１とセルライブラリ２２を入力すると、該クロックネット抽出部２７では、全順序回路のクロック端子を起点として消費電力計算対象となる回路の入力端子に向かってネットおよびセルを探索しながら探索経路上の全てのネットおよび全ての端子を認識して当該ネット名および当該端子名を抽出対象候補リスト２８に蓄える。これにより、漏れのない高精度の抽出対象のリストアップができる。
【００６０】
次に、抽出対象リスト生成部３０に信号変化確率情報の抽出対象の候補、および非抽出対象の候補となるネット名および端子名が全て蓄えられた抽出対象候補リスト２８を入力する。該抽出対象リスト生成部３０では、抽出対象および非抽出対象の両方の対象として蓄えられている対象のみを後述する論理シミュレーションの対象ではない非抽出対象として認識する。
【００６１】
また、抽出対象となるネットと抽出対象となる端子とが近接接続している場合で、且つ、当該ネットあるいは当該端子のいずれかの信号変化確率情報が決まれば他方の信号変化確率情報が決まる場合に、必要な対象のみ、すなわち抽出対象となるネットと抽出対象となる端子とのいずれかを抽出対象として認識し、他方を非抽出対象として認識する。さらに上記の非抽出対象以外を後述する論理シミュレーションの対象である抽出対象として認識する。そして、以上により最終的に決まる全ての抽出対象を抽出対象リスト２９に出力する。
【００６２】
すなわち、抽出対象リスト生成部３０では、信号変化確率計算機能では充分な精度が得られない個所に対してのみ、論理シミュレーションによる信号変化確率情報の対象として抽出を行なう。また、信号変化確率計算部３８において信号変化確率を計算した場合においても信号変化確率の計算の精度が低下しない箇所、すなわち信号変化確率計算機能で充分な精度が得られる個所を非抽出対象とし、抽出対象を抽出対象リスト２９には含めない。なお、ここで非抽出対象とされてものについては、信号変化確率計算部３８において信号変化確率を計算するため、論理シミュレーション部３５において論理シミュレーションが実行されない。
【００６３】
次に、抽出対象付加部３３に、ネットリスト２１とセルライブラリ２２と抽出対象リスト２９と消費電力ライブラリ３１とを入力する。該抽出対象付加部３３では、消費電力ライブラリ３１においてセル毎に抽出対象として指定されている全端子の端子名を抽出対象リスト２９に付加し、抽出対象リスト３２として出力する。ここで、消費電力ライブラリ３１には、セル毎に信号変化確率情報の抽出が必要な端子に対して抽出対象である旨の情報が記述されている。
【００６４】
例えば、図７のように消費電力ライブラリ３１に当該情報が記述されている場合、セル名が「ＡＤＤＥＲ」であるセルについては、端子Ａと端子Ｂと端子Ｃとは抽出対象では無いが、端子Ｓ及び端子Ｃ１は抽出対象である。そして、ネットリスト２１内でセル「ＡＤＤＥＲ」の端子Ｓ及び端子Ｃ１に対応する端子名が抽出対象リスト３２として出力される。
【００６５】
このように、セル毎に信号変化確率情報の抽出が必要な端子として消費電力ライブラリ３１において記述された情報を抽出対象リスト２９に対して付加することにより、本実施の形態に係る消費電力計算装置に固有のライブラリ情報である抽出対象リスト３２を作成することができ、抽出対象リスト３２を用いることにより、抽出漏れのない精度の高い信号変化確率情報を得ることができる。
【００６６】
次に、論理シミュレーション部３５に、ネットリスト２１とセルライブラリ２２と抽出対象リスト３２と入力パターン３４とを入力する。該論理シミュレーション部３５では、論理シミュレーションを実行し、抽出対象リスト３２にある抽出対象で発生するシミュレーション時間に沿って信号変化回数および各信号値の取り得る期間をそれぞれ加算していく。
【００６７】
そして、信号変化確率情報抽出部３７では、論理シミュレーション部３５において加算された当該回数および当該期間から抽出対象の信号変化確率を計算して信号変化確率情報３６として出力する。これにより、抽出対象に関しては、論理シミュレーションを実行することにより良好な精度で信号変化確率情報を得ることができる。
【００６８】
そして、抽出対象リスト生成部３０において非抽出対象とされてものについては、論理シミュレーション部３５においては論理シミュレーションが実行されないため、信号変化確率情報抽出部３７において信号変化確率情報は計算されない。これらの非抽出対象とされたものについては、信号変化確率計算部３９において信号変化確率を計算する。これにより、論理シミュレーション部３５における論理シミュレーションの実行対象を軽減することができる。その結果、論理シミュレーション時における処理時間の削減、コンピュータのメモリ使用量の削減、信号変化確率情報を記述したファイルのサイズの縮小化が可能となる。
【００６９】
次に、信号変化確率計算部３９に、ネットリスト２１とセルライブラリ２２と消費電力ライブラリ３１と抽出対象リスト３２信号変化確率情報３６とを入力する。該信号変化確率計算部３９では、抽出対象リスト３２に含まれていない対象の信号変化確率を計算して信号変化確率情報３８を生成する。該信号変化確率計算部３９では、まず、消費電力ライブラリ３１においてセル毎に記述されている出力端子間の信号変化確率の関係式を用いて、信号変化確率情報３６に含まれていない出力端子の信号変化確率から当該端子を持つセルの当該端子以外の出力端子の信号変化確率を算出する。
【００７０】
ここで、消費電力ライブラリ３１には、セル内の所定の出力端子の信号変化確率から他の出力端子の信号変化確率が算出できる場合は、該他の出力端子は信号変化確率情報の抽出対象では無いが、該所定の出力端子の信号変化確率情報と該他の出力端子の信号変化確率情報との相関式、すなわち該所定の出力端子からの該他の出力端子の信号変化確率の算出式がセル毎に記述されている。例えば、図８のように消費電力ライブラリ３１に当該式が記述されている場合、セル「ＦｌｉｐＦｌｏｐ」については、端子ＱＣは端子Ｑの反転信号と同じ信号変化情報として信号変化確率情報３８に出力される。
【００７１】
次に、消費電力計算対象となる回路の入力端子から出力端子に向かってセル毎に接続を辿り、当該信号変化確率と信号変化確率情報３６に記述された信号変化確率とから当該セルの入力端子の信号変化確率を検索し、セルライブラリ２２に記述されたファンクション情報を用いて当該確率から当該セルの出力端子の信号変化確率を計算する。
【００７２】
但し、当該計算を開始する前に、抽出対象リスト３２に信号が全く変化しないことを示すフラグが付いた対象については、信号が全く変化しない時の信号変化確率に設定しておく。
【００７３】
そして、当該計算を消費電力計算対象となる回路の出力端子に至るまで繰り返し、当該回路の全出力端子に対して同計算が終了し、信号変化確率情報抽出部３７と信号変化確率計算部３９とにおける信号変化確率の計算により消費電力計算対象となる回路の全ネットおよび全端子の信号変化確率の抽出が終了した時点で、当該回路の全ネットおよび全端子の信号変化確率を信号変化確率情報３８として出力する。
【００７４】
上記のように、信号変化確率計算部３９では、信号変化確率情報１４に基づいて、該信号変化確率情報３６に記述されていない全ての箇所の信号変化確率情報を計算する。ここで、信号変化確率計算部３９において信号変化確率情報が計算される箇所は、上述した該抽出対象リスト生成部３２において非抽出対象として認識された箇所であり、信号変化確率計算部３９において信号変化確率を計算した場合においても信号変化確率の計算の精度が低下しない箇所、すなわち信号変化確率計算機能で充分な精度が得られる個所である。これにより、信号変化確率計算部３９では、良好な計算精度で信号変化確率情報が得られる。
【００７５】
以上により半導体集積回路内の全ての箇所について論理シミュレーションを実行すること無く、全ての箇所について良好な精度で信号変化確率情報を得ることができる。
【００７６】
最後に、消費電力計算部４１にネットリスト２１と消費電力ライブラリ３１と信号変化確率情報３８とを入力する。該消費電力計算部４１では、各端子の信号変化確率情報と各セルの消費電力とを計算し、消費電力情報４０を出力する。
【００７７】
以上のように、この消費電力計算装置では、信号変化確率の計算を論理シミュレーション部３５および信号変化確率情報抽出部３７と、信号変化確率計算部３９とに分割して行う。すなわち、信号変化確率計算部３９で充分な計算精度が得られる個所に対しては信号変化確率計算部３９で信号変化確率情報を計算し、信号変化確率計算部３９では充分な計算精度が得られない個所に対してのみ、論理シミュレーションによる信号変化確率情報の抽出を行なう。
【００７８】
したがって、この消費電力計算装置では、半導体集積回路の全ての箇所において良好な精度で信号変化確率情報を得ることができ、これに基づいて消費電力を計算するため、高精度の消費電力計算が可能である。
【００７９】
また、信号変化確率計算部３９では充分な計算精度が得られない個所に対してのみ、論理シミュレーションを使用した信号変化確率情報の抽出を行なうため、論理シミュレーションの実行対象を大幅に削減することが可能であり、論理シミュレーション時における処理時間の削減、コンピュータのメモリ使用量の削減、信号変化確率情報を記述したファイルのサイズの縮小化が可能となる。
【００８０】
したがって、この消費電力計算装置では、論理シミュレーションによる信号変化確率計算機能を持つ消費電力計算装置において、高い消費電力値の見積り精度を有するとともに論理シミュレーション時における処理時間および処理装置の負荷を軽減することができるという効果を有する。
【００８１】
さらに、この消費電力計算装置では、セル毎に信号変化確率情報の抽出が必要な端子として消費電力ライブラリ３１において記述された情報を抽出対象リスト２９に対して付加することにより、本実施の形態に係る消費電力計算装置に固有のライブラリである抽出対象リスト３２を作成する。そして、この抽出対象リスト３２を用いることにより、抽出漏れのない精度の高い信号変化確率情報を得ることができ、上述した実施の形態１に係る消費電力計算装置に比べて本発明の効果が大幅に大きいものとされている。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、信号変化確率を信号変化確率計算機能と論理シミュレーション機能とに基づいて分割して求め、信号変化確率計算機能では充分な精度が得られない個所に対してのみ、論理シミュレーションによる信号変化確率情報の抽出を行なう。これにより、半導体集積回路の全ての箇所において良好な精度で信号変化確率情報を得ることができ、さらにこれに基づいて消費電力を計算するため、高精度の消費電力計算を行うことが可能である。したがって、この発明によれば、論理シミュレーションによる信号変化確率情報計算機能を有する消費電力計算装置において、高い消費電力見積り精度を有するとともに論理シミュレーション時における処理時間および処理装置の負荷が軽減された消費電力計算装置を実現できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の消費電力計算装置の構成及び処理フローの一例を示す図である。
【図２】消費電力計算の対象となる回路の一例を示す回路図である。
【図３】抽出対象候補リストの一例を示す図である。
【図４】消費電力計算の対象となる回路の一例を示す回路図である。
【図５】抽出対象候補リストの一例を示す図である。
【図６】この発明の消費電力計算装置の構成及び処理フローの一例を示す図である。
【図７】消費電力ライブラリに、信号変化確率情報の抽出が必要な端子に対して抽出対象である旨の情報が記述された状態を示す図である。
【図８】消費電力ライブラリ３１に、所定の出力端子からの他の出力端子の信号変化確率の算出式がセル毎に記述された状態を示す図である。
【符号の説明】
１ ネットリスト、２ セルライブラリ、３ 入出力端子抽出部、４ 固定電圧箇所抽出部、５ 直列セル初段ネット抽出部、６ 順序回路セル出力端子抽出部、７ ループ回路ネット抽出部、８ クロックネット抽出部、９ 抽出対象候補リスト、１０ 抽出対象リスト、１１ 抽出対象リスト生成部、１２ 入力パターン、１３ 論理シミュレーション部、１４ 信号変化確率情報、１５ 信号変化確率情報抽出部、１６ 信号変化確率情報、１７信号変化確率計算部、１８消費電力ライブラリ、１９ 消費電力情報、２０ 消費電力計算部、 ２１ ネットリスト、２２ セルライブラリ、２３ 入出力端子抽出部、２４ 固定電圧箇所抽出部、２５ 直列セル初段ネット抽出部、２６ ループ回路ネット抽出部、２７ クロックネット抽出部、２８ 抽出対象候補リスト、２９ 抽出対象リスト、３０ 抽出対象リスト生成部、３１ 消費電力ライブラリ、３２ 抽出対象リスト、３３ 抽出対象付加部、３４ 入力パターン、３５ 論理シミュレーション部、３６ 信号変化確率情報、３７ 信号変化確率情報抽出部、３８ 信号変化確率情報、３９信号変化確率計算部、４０ 消費電力情報、４１ 消費電力計算部。
Claims (9)
- 複数の論理ゲートから構成される半導体集積回路の設計時に、該半導体集積回路内の端子およびネットの信号変化の確率に関する信号変化確率情報と、前記端子およびネットの信号変化に対応した消費電力情報とから前記論理ゲート毎の消費電力を計算して前記半導体集積回路の消費電力を計算する消費電力計算装置であって、
前記半導体集積回路内の端子およびネットのうち論理シミュレーションによる前記信号変化確率情報の抽出対象となる抽出対象情報を生成する抽出対象生成手段と、
前記抽出対象情報に基づいて論理シミュレーションを実行して前記抽出対象の信号変化確率情報を抽出する信号変化確率情報抽出手段と、
前記信号変化確率情報抽出手段において抽出された信号変化確率情報に基づいて前記半導体集積回路内の端子およびネットのうち前記抽出対象以外の端子およびネットの信号変化確率情報を計算する信号変化確率計算手段と、
前記半導体集積回路内の端子およびネットの信号変化に対応した消費電力情報を保持する消費電力情報保持手段と、
前記論理シミュレーション手段において抽出した信号変化確率情報、前記信号変化確率計算手段で計算した信号変化確率情報および前記消費電力情報とに基づいて前記論理ゲート毎の消費電力を計算して前記半導体集積回路の消費電力を計算する消費電力計算手段と
を備えることを特徴とする消費電力計算装置。 - 前記信号変化確率情報の抽出対象として前記半導体集積回路の入出力端子に接続するネットを抽出する手段を備えること
を特徴とする請求項１に記載の消費電力計算装置。 - 前記半導体集積回路内において電圧値が固定されたネットおよび論理ゲートの入力端子を認識し、該ネットおよび論理ゲートの入力端子を信号変化確率情報の抽出対象外である非抽出対象として抽出し、該入力端子においては信号変化が生じない旨の情報を生成する手段を備えること
を特徴とする請求項１に記載の消費電力計算装置。 - 前記半導体集積回路内における１入力１出力論理ゲートが１ゲート以上直列接続する部分回路を認識し、該部分回路においては前記信号変化確率情報の抽出対象として該部分回路の初段にある論理ゲートの入力側のネットのみを抽出する手段を備えること
を特徴とする請求項１に記載の消費電力計算装置。 - 前記半導体集積回路における順序回路論理ゲートを認識し、該順序回路論理ゲートについては前記信号変化確率情報の抽出対象として当該順序回路論理ゲートの出力端子のみを抽出する手段を備えること
を特徴とする請求項１に記載の消費電力計算装置。 - 前記半導体集積回路内における組み合わせ回路のみで構成されるループ回路を認識し、該ループ回路については前記信号変化確率情報の抽出対象として該ループ回路内の任意の１ネットを抽出する手段を備えること
を特徴とする請求項１に記載の消費電力計算装置。 - 前記抽出対象情報に前記信号変化確率情報計算手段における信号変化確率情報の計算において該信号変化確率情報の計算精度低下の原因となる論理ゲートの出力端子を前記論理シミュレーションによる信号変化確率情報の抽出対象として前記抽出対象情報に付加する手段を備えること
を特徴とする請求項１に記載の消費電力計算装置。 - 前記信号変化確率情報の抽出対象外である出力端子の信号変化確率情報が前記抽出対象である出力端子の信号変化確率情報から一意に定まる場合に、前記抽出対象外である出力端子の信号変化確率情報と前記抽出対象である出力端子の信号変化確率情報との相関式を用いて前記抽出対象外である出力端子の信号変化確率情報を計算する手段を備えること
を特徴とする請求項１に記載の消費電力計算装置。 - 前記信号変化確率情報を抽出する対象として、順序回路論理ゲートのクロック端子に接続するネットを前記半導体集積回路の入力端子まで入力側に遡る経路上の全ネット及び全端子を抽出する手段を備えること
を特徴とする請求項１に記載の消費電力計算装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003139402A JP2004341952A (ja) | 2003-05-16 | 2003-05-16 | 消費電力計算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003139402A JP2004341952A (ja) | 2003-05-16 | 2003-05-16 | 消費電力計算装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004341952A true JP2004341952A (ja) | 2004-12-02 |
Family
ID=33528500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003139402A Pending JP2004341952A (ja) | 2003-05-16 | 2003-05-16 | 消費電力計算装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004341952A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008234224A (ja) * | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Fujitsu Ltd | 消費電力見積方法及びプログラム |
-
2003
- 2003-05-16 JP JP2003139402A patent/JP2004341952A/ja active Pending
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