JP2007233454A - ノイズライブラリの作成方法、ノイズライブラリの作成プログラム、およびノイズライブラリの作成装置 - Google Patents

ノイズライブラリの作成方法、ノイズライブラリの作成プログラム、およびノイズライブラリの作成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】回路シミュレーション回数を低減し、ノイズ耐性・伝播ライブラリ作成に要する時間を大幅に低減するノイズ耐性・伝播ライブラリを提供する。
【解決手段】本発明のノイズ耐性ライブラリ作成方法は、半導体集積回路の論理回路の入力に対する複数通りの動作条件について、それぞれのノイズ耐性特性値を含むノイズ耐性ライブラリを作成方法であって、前記論理回路の閾値電圧を求める論理閾値電圧算出ステップと、前記複数の動作条件のうち一部の動作条件で回路シミュレーションを行って、前記論理回路の出力負荷容量値に対するノイズの電圧時間積の対応表を作成するステップと、前記ノイズの電圧時間積の対応表よりノイズ耐性ライブラリを作成するノイズライブラリ作成ステップと、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体集積回路の設計で用いられるＥＤＡ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）ツール等により参照される、ノイズ伝播特性やノイズ耐性特性情報を含むノイズライブラリの作成方法、作成プログラム、および作成装置に関する。
ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）設計においてノイズによる回路の誤動作がおこるかどうかを検証する際には、ＥＤＡツールにより、セルライブラリのノイズ伝播特性やノイズ耐性等を表現したノイズライブラリが参照される。ここで、セルライブラリとは、複雑な回路を開発するために、あらかじめ用意しておく基本的な論理回路部品のことであり、これら部品を組み合わせて論理回路を実現する。
図１１に、セルライブラリを組み合わせた論理回路例を示す。図１１において、セルライブラリ１０１、１０２、１０３、１０４はバッファ機能を持つセルライブラリ（バッファセル）であり、セルライブラリ１０５は、フリップフロップ機能を持つセルライブラリ（フリップフロップセル）である。
これらバッファセル１０１、１０２、１０３、１０４やフリップフロップセル１０５のノイズライブラリを用いてノイズによる回路の誤動作検証を行う。ここでノイズとは、アグレッサセル（ノイズ源となる加害セル）となるバッファセル１０１から出力される電圧波形１０７の影響により、ビクティムセル（ノイズの影響を受ける被害セル）となるバッファセル１０３の電源が変動して生じる小さい電圧波形１０８のことである。
このノイズ波形１０８がバッファセル１０４を伝播し、フリップフロップセル１０５にて、伝播してきたノイズ波形１１０がデータラインの電位変化であると誤認識され、クロック信号１０６の電圧変化１０９により、ノイズ波形１１０がラッチされフリップフロップが誤動作してしまう。これらのノイズによる回路の誤動作を精度良く検証するために、３種類のノイズライブラリが使用されている。
１つ目として、ノイズ発生ライブラリが挙げられる。これは、アグレッサセルの電圧変化によって、ビクティムセルから出力されるノイズ波形の幅と高さを精度良くモデル化するために使用されるものである。例えば、図１１においては、バッファセル１０３がノイズ発生ライブラリとしてモデル化される。
２つ目として、ノイズ伝播ライブラリが挙げられる。これは、前述のノイズ発生ライブラリを使用して発生したノイズ波形が、セルを伝播することによって変化する出力ノイズ波形の幅と高さを精度良くモデル化するために使用される。例えば、図１１においては、バッファセル１０４がノイズ伝播ライブラリとしてモデル化される。
３つ目として、ノイズ耐性ライブラリが挙げられる。これは、セルに入力されたノイズ波形が、どの程度のノイズ幅と高さであれば回路が誤動作とならないかというセルのノイズ耐性特性を記載したものである。このライブラリに記載したノイズ幅と高さより大きいノイズ波形が入った場合は回路が誤動作するため、セルに入力されるノイズ波形が小さくなるよう配線修正が必要となる。
例えば、図１１においては、ノイズ耐性ライブラリとしてフリップフロップセル１０５がモデル化される。ここでは、ノイズ耐性ライブラリとしてフリップフロップセルをモデル化したが、ノイズ耐性ライブラリはフリップフロップセルに限られず、フリップフロップセル以外の基本論理回路や組み合わせ回路に対してノイズ耐性情報を持たせてノイズ耐性ライブラリとしてモデル化しても良い。
本発明は、上述の３種類のノイズライブラリうちノイズ耐性ライブラリとノイズ伝播ライブラリに関するものである。よって、以下では、まず、ノイズ耐性ライブラリとノイズ伝播ライブラリを作成する従来技術にについて説明する。
ライブラリ作成方法を説明する前に、まず、ノイズ耐性ライブラリとノイズ伝播ライブラリに記載される内容とライブラリ作成の装置構成について述べる。
（ノイズ伝播・耐性ライブラリの記載内容）
図１２に、ノイズ耐性ライブラリの記載内容例を示す。
図１２（ａ）は、ノイズ耐性ライブラリを作成する対象となる回路の構成を示している。図示されるノイズ耐性ライブラリ作成対象回路は、作成対象セル２０１と容量２０２により構成されている。
図１２（ｂ）は、ノイズ耐性ライブラリの一例であるテーブル１０００６を示している。図１２（ｃ）は、ノイズ耐性ライブラリに記載される各パラメータの説明図である。図１２（ｂ）に示されるように、ノイズ耐性ライブラリは、作成対象セル２０１における入力ノイズ幅２０３と容量２０２の出力負荷容量値２０２の組み合わせに対して、出力ノイズが図１２（ｃ）に図示されているノイズの許容閾値電圧２０５を超えないような入力ノイズの高さの閾値電圧２０４を２次元テーブルで記載したものである。
例えば、テーブル１０００６によれば、入力ノイズ幅５０ｐｓ、出力負荷容量値１ｆｆの場合、入力ノイズの高さの閾値電圧は０．３Ｖである。また、入力ノイズ幅２００ｐｓ、出力負荷容量値４００ｆｆの場合、入力ノイズの高さの閾値電圧は０．６４Ｖである。
次に、図１３にノイズ伝播ライブラリの記載内容例を示す。
図１３（ａ）は、ノイズ伝播ライブラリを作成する対象となる回路の構成を示している。図示されるノイズ伝播ライブラリ作成対象回路は、作成対象セル３０１と容量３０２により構成される。
図１３（ｂ）は、ノイズ伝播ライブラリの一例である３次元テーブルを示している。図１３（ｃ）は、ノイズ伝播ライブラリに記載される各パラメータの説明図である。図１３（ｂ）に示されるように、ノイズ伝播ライブラリは、作成対象セル３０１における入力ノイズ幅３０３と入力ノイズ高さ３０４と出力負荷容量値３０２の組み合わせに対して、出力ノイズ幅３０５と出力ノイズ高さ３０６を３次元テーブルで記載したものである。
例えば、図１３（ｂ）に示されるテーブルの例では、入力ノイズ幅５０ｐｓ、入力ノイズ高さ０．２Ｖ、出力負荷容量値１ｆｆの場合の出力ノイズ幅および出力ノイズ高さは各々０．４ｎｓと０．４Ｖである。また、入力ノイズ幅５０ｐｓ、入力ノイズ高さ１．２Ｖ、出力負荷容量値４００ｆｆの場合の出力ノイズ幅および出力ノイズ高さは各々０．３ｎｓと０．３Ｖである。
（装置の構成）
図１４に、ノイズ伝播・耐性ライブラリ作成装置の装置構成を示す。
ノイズ伝播・耐性ライブラリ作成装置４００は、より具体的には、例えば、図１４に示すように、回路動作をシミュレートする例えばＳＰＩＣＥ（Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍ ｗｉｔｈ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｅｍｐｈａｓｉｓ）等の回路シミュレータ４０２と、回路シミュレータ４０２を制御し、ノイズ伝播ライブラリ１０００５およびノイズ耐性ライブラリ１０００６を出力するシミュレータ制御装置４０１を備えている。
シミュレータ制御装置４０１は、シミュレーションに用いられるデータを回路シミュレータ４０２に転送し、シミュレーションの実行を指示し、得られたシミュレーション実行結果よりノイズ耐性ライブラリ１０００６、ノイズ伝播ライブラリ１０００５を作成する。
回路シミュレータ４０２は、ノイズ伝播ライブラリ作成用シミュレーション条件データ１０００１、ノイズ耐性ライブラリ作成用シミュレーション条件データ１０００２、サブサーキットデータ１０００３および入力ノイズパターンデータ１０００４の入力に基づいてシミュレーションを行い、シミュレーション結果を出力するようになっている。
（ノイズ耐性・伝播ライブラリ作成装置４００に入力されるデータ）
上記ノイズ耐性・伝播ライブラリ作成装置４００に入力されるデータを以下に説明する。
（１）ノイズ伝播ライブラリ作成用シミュレーション条件データ１０００１
ノイズ伝播ライブラリ作成用シミュレーション条件データ１０００１は、ノイズ伝播ライブラリ作成に必要なシミュレーション条件を記載したデータである。具体的には、図１８（a）に示すように、シミュレーションを行う電源電圧、温度、入力ノイズ幅、入力ノイズ高さ、出力負荷容量の各条件情報が記載されている。
（２）ノイズ耐性ライブラリ作成用シミュレーション条件データ１０００２
ノイズ耐性ライブラリ作成用シミュレーション条件データ１０００２は、ノイズ耐性ライブラリ作成に必要なシミュレーション条件を記載したデータである。具体的には、図１６（a）に示すように、シミュレーションを行う電源電圧、温度、入力ノイズ幅、出力負荷容量の各条件情報が記載されている。ノイズ伝播ライブラリ作成用シミュレーション条件データとの違いは入力ノイズ高さ情報が不要なことである。
（３）サブサーキットデータ１０００３
サブサーキットデータ１０００３は、シミュレーション対象回路をモデル化したものであり、例えば対象回路内のトランジスタサイズ、配線ＲＣ（Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）の情報、およびそれらの接続情報等を回路シミュレータが解釈できるように示したものである。サブサーキットデータ１０００３の詳細な説明については例えば「ＳＴＡＲ−Ｈｓｐｉｃｅ Ｍａｎｕａｌ Ｒｅｌｅａｓｅ ｖ．２０００．２ 日本語版 発行元 Ａｖａｎｔ社」に記載されているが、内容が直接発明に関係しないため、ここでは説明を省略する。
（４）入力ノイズパターンデータ１０００４
図１５に例示される入力ノイズパターンデータ１０００４は、ノイズライブラリを作成する際に回路に入力するノイズ波形のパターンを記載したものである。通常は、図に示した４つのパターンのノイズ波形を入力する。図１５（ａ）は、電源電圧ＶＤＤを超えた電圧値を持つ上向きのノイズパターンを示している。図１５（ｂ）は、電源電圧ＶＤＤを少し下回る電圧値を持つ下向きのノイズパターンを示している。図１５（ｃ）は、０Ｖを少し超える電圧値を持つ上向きのノイズパターンを示している。図１５（ｄ）は、０Ｖを下回る電圧値を持つ下向きのノイズパターンを示している。回路によっては、電源電圧を超えたノイズパターン、０Ｖを下回るノイズパターンはノイズが伝播しないため、シミュレーションを行わない場合がある。
（ノイズ耐性・伝播ライブラリ作成装置４００の動作）
以下、ノイズ耐性・伝播ライブラリ作成装置４００の動作をノイズ耐性ライブラリ作成の場合とノイズ伝播ライブラリ作成の場合と２つに分けて装置動作を説明する。
（ノイズ耐性ライブラリ作成装置の動作）
ノイズ耐性ライブラリ作成装置の動作について、図１７を用いて説明する。
まず、ノイズ耐性ライブラリ作成用シミュレーション条件データ１０００２とサブサーキットデータ１０００３と入力ノイズパターンデータ１０００４を入力し、回路シミュレーションにより、入力ノイズの高さの閾値電圧を記載したデータ６０５を作成する（Ｓ１０１）。
図１６（ｂ）に、入力ノイズの高さの閾値電圧を記載したデータ６０５の具体例を示す。これは、入力ノイズ幅６０１が５０ｐｓであって、出力負荷量値２０２が１ｆｆである場合の入力ノイズ高さの閾値電圧６０４を記載したデータである。
前記閾値電圧は、入力ノイズ高さのことである。すなわち、ノイズ耐性ライブラリ作成条件データ１０００２に記載されている入力ノイズ幅と出力負荷容量値の組み合わせの中から、ある条件を選択して入力ノイズの高さを変動させるとき、出力で観測される出力ノイズの高さがノイズ許容閾値電圧を超えないように決定される入力ノイズ高さのことである。
例えば、ノイズ耐性ライブラリ作成条件データ１０００２に記載されている入力ノイズ幅と出力負荷容量値の組み合わせの中から、入力ノイズ幅６０１が５０ｐｓ、出力負荷容量値２０２が１ｆｆの条件が選択されたとする。そして、入力ノイズの高さ６０４を変動させて、そのときの出力ノイズ高さを観測したとき、出力で観測される出力ノイズ高さがノイズ許容閾値電圧６０３を超えないためには、入力ノイズ高さ０．３Ｖ以下である必要があると求められる。このとき、閾値電圧６０４は、０．３Ｖとなる。
図１６（ｃ）に示す前記ノイズ高さの閾値電圧算出は、ノイズ耐性ライブラリ作成条件データに記載された入力ノイズ幅と出力負荷容量のすべての組み合わせについて、回路シミュレータで２分探索法を実行することにより算出される。本例では入力ノイズ幅として、５０ｐｓ、８０ｐｓ、１００ｐｓ、２００ｐｓ、出力負荷容量として１ｆｆ、１０ｆｆ、２０ｆｆ、５０ｆｆ、４００ｆｆが作成条件データとして指定されているので、前記組み合わせ数は２０となり、２０個の入力ノイズ高さの閾値電圧が算出される。
次に、前記Ｓ１０１によって算出された入力ノイズ幅と出力負荷容量のすべての組み合わせに対する入力ノイズの高さの閾値電圧を記載したデータ６０５をノイズ耐性ライブラリの形式に変換する。上記ステップによりノイズ耐性ライブラリ１０００６が作成される（Ｓ１０２）。
（ノイズ伝播ライブラリ作成装置の動作）
ノイズ伝播ライブラリ作成装置の動作について、図１９を用いて説明する。まず、ノイズ伝播ライブラリ作成用シミュレーション条件データ１０００１とサブサーキットデータ１０００３と入力ノイズパターンデータ１０００４を入力し、入力ノイズ幅と高さに対する出力ノイズ幅と高さを記載したデータ８０５を作成する（Ｓ２０１）。
図１８（ｂ）に、前記データ８０５の具体例を示す。これは、入力ノイズ幅８０１が５０ｐｓ、入力ノイズ高さ８０２が０．２Ｖ、出力負荷容量値が１ｆｆの場合、出力ノイズ幅８０３が４０ｐｓであって出力ノイズ高さ８０４が０．１Ｖであることを示すデータである。
この出力ノイズ幅８０３と出力ノイズ高さ８０４は、ノイズ伝播ライブラリ作成条件データ１０００１に記載されている入力ノイズ幅と高さと出力負荷容量値の組み合わせの中から、入力ノイズ幅８０１が５０ｐｓ、入力ノイズ高さが０．２Ｖ、出力負荷容量値が１ｆｆの条件を選択した時にノイズ伝播ライブラリ作成対象セルの出力で観測される出力ノイズの幅、出力ノイズ高さである。
前述の出力ノイズの幅と高さは、ノイズ伝播ライブラリ作成条件データに記載した入力ノイズ幅と高さと出力負荷容量のすべての組み合わせについて、回路シミュレータを実行することにより算出される。本例では入力ノイズ幅として５０ｐｓ、８０ｐｓ、１００ｐｓ、２００ｐｓ、入力ノイズ高さとして０．２Ｖ、０．４Ｖ、１．０Ｖ、１．２Ｖ、出力負荷容量として１ｆｆ、１０ｆｆ、２０ｆｆ、５０ｆｆ、４００ｆｆが作成条件データとして指定されているので、組み合わせ数は８０となり、８０個の出力ノイズ幅と８０個の出力ノイズ高さが算出される。
入力ノイズ幅と入力ノイズ高さと出力負荷容量のすべての組み合わせに対する、Ｓ２０１によって算出された出力ノイズの幅と高さを記載したデータ８０５をノイズ伝播ライブラリ形式に変換する。上記ステップによりノイズ伝播ライブラリ１０００５が作成される（Ｓ２０２）。
また、上述のノイズ伝播ライブラリ作成方法の他に、例えば、特許文献１に記載のノイズ伝播ライブラリ作成方法がある。特許文献１には、入出力の組み合わせパターンで、駆動されるＰＦＥＴ、ＮＦＥＴの組み合わせすべて算出し、Ｐ／Ｎ比が最も大きい、または最も小さい入出力パターンを抽出し、そのパターンのみでノイズ伝播特性を算出するノイズ伝播ライブラリ作成方法が記載されている（特許文献１参照）。
特開２００３−６７４４０号公報
上述したノイズライブラリ方法により作成したノイズ耐性・伝播ライブラリを使用すれば、精度良くノイズによる回路の誤動作検証が実施できる。
しかしながら、従来のノイズライブラリ作成方法は、ノイズ耐性ライブラリについては、入力ノイズ幅条件数×出力負荷容量値条件数×入力ノイズパターン数×２分探索回数の数だけ、回路シミュレーションを実施する必要がある。また、ノイズ伝播ライブラリについては、入力ノイズ幅条件数×入力ノイズ高さ条件数×出力負荷容量値条件数×入力ノイズパターン数の数だけ回路シミュレーションを実施する必要がある。このように、従来のノイズライブラリ作成方法では、回路シミュレーション回数が非常に膨大になるという課題があった。
本発明は、上述の課題を鑑みてなされたものであり、回路シミュレーション回数を低減し、ノイズ耐性・伝播ライブラリ作成に要する時間を大幅に低減することを目的とする。
本発明のノイズ耐性ライブラリを作成方法は、半導体集積回路の論理回路の入力に対する複数通りの動作条件について、それぞれのノイズ耐性特性値を含むノイズ耐性ライブラリを作成方法であって、前記論理回路の閾値電圧を求める論理閾値電圧算出ステップと、前記複数の動作条件のうち一部の動作条件で回路シミュレーションを行って、前記論理回路の出力負荷容量値に対するノイズの電圧時間積の対応表を作成するステップと、前記ノイズの電圧時間積の対応表よりノイズ耐性ライブラリを作成するノイズライブラリ作成ステップと、を有する。
この構成により、一部の動作条件のみ回路シミュレーションを実施し、出力負荷容量値に対するノイズの電圧時間積の対応表を作成し、この対応表よりすべての動作条件におけるノイズ耐性ライブラリを作成するため、従来技術に比べて少ない回路シミュレーション回数にて精度が同等であるノイズ耐性ライブラリを作成できる。
また、本発明のノイズ耐性ライブラリの作成方法は、前記論理閾値電圧が、論理回路に入力される電圧の変化に対して、出力が応答し始める入力電圧値である。
この構成により、ノイズの高さが論理閾値電圧に到達していないものは回路シミュレーションを実施しなくとも、ノイズが回路に伝播しないことが分かるため、不要な回路シミュレーションをする必要がなく、回路シミュレーション数を削減することができる。
また、本発明のノイズ耐性ライブラリの作成方法は、前記電圧時間積が、ノイズの電圧値の時間変化を時間に対して積分を行った値である。
この構成により、動作条件に記載のすべてのノイズ幅に対して回路シミュレーションを実施するのではなく、ある１つのノイズ幅における電圧時間積に着目してノイズ耐性ライブラリを作成するため、回路シミュレーション回数を削減することができる。
また、本発明のノイズ耐性ライブラリの作成方法は、前記ノイズが前記論理回路を伝播するのは、ノイズ波形の高さが前記論理回路の論理閾値電圧を越えた部分のみであり、前記電圧時間積は、前記ノイズ波形が前記論理閾値電圧を超えた部分の電圧時間積である。
この構成により、ある１つのノイズ幅における電圧時間積に着目して、出力負荷容量値におけるノイズ波形の電圧時間積の対応表を回路シミュレーションにて求めておけば、それ以外の動作条件におけるノイズ電圧の閾値電圧は、対応表より算出できるため、回路シミュレーション数を削減できる。
また、本発明のノイズ耐性ライブラリの作成方法は、前記動作条件が、電源電圧、温度、ノイズ幅、出力負荷容量のうちの少なくとも１つである。
この構成により、上記動作条件の内、回路シミュレーションはその中の一部の動作条件のみ、例えば、ある１つのノイズ幅に対してのみ回路シミュレーションを実施すればよく、回路シミュレーション数を削減できる。
また、本発明のノイズ耐性ライブラリ作成装置は、半導体集積回路の論理回路の入力に対する複数通りの動作条件について、それぞれのノイズ耐性特性値を含むノイズ耐性ライブラリを作成する装置であって、前記動作条件に基づいてシミュレーションを行う回路シミュレータと、前記動作条件を前記回路シミュレータに転送し、シミュレーションの実行を指示し、得られたシミュレーション実行結果よりノイズ耐性ライブラリを作成するシミュレータ制御部と、を備え、前記回路シミュレータは、前記複数の動作条件における前記論理回路の閾値電圧を求めるシミュレーションと、前記複数の動作条件のうち一部の動作条件で、前記論理回路の出力負荷容量毎に入力ノイズの高さの閾値を求めるシミュレーションと、を実行し、前記シミュレータ制御部は、前記閾値電圧と前記入力ノイズの高さの閾値とを用いて、前記出力負荷容量値毎の入力ノイズの電圧時間積の閾値の対応表を作成し、前記対応表からノイズ耐性ライブラリを作成する。
また、本発明のノイズ耐性ライブラリ作成用プログラムは、半導体集積回路の論理回路の入力に対する複数通りの動作条件について、それぞれのノイズ耐性特性値を含むノイズ耐性ライブラリを作成するためにコンピュータを、前記複数の動作条件における前記論理回路の閾値電圧を求める手段、前記複数の動作条件のうち一部の動作条件で、前記論理回路の出力負荷容量毎に入力ノイズの高さの閾値を求める手段、前記閾値電圧と前記入力ノイズの高さの閾値を用いて、前記出力負荷容量値毎の入力ノイズの電圧時間積の閾値の対応表を作成する手段、及び、前記対応表からノイズ耐性ライブラリを作成する手段、として機能させるものである。
また、本発明のノイズ伝播ライブラリ作成方法は、半導体集積回路の論理回路の入出力に対する複数通りの動作条件について、それぞれのノイズ伝播特性値を含むノイズ伝播ライブラリを作成する方法であって、前記論理回路の論理閾値値電圧を求める論理閾値電圧算出ステップと、前記複数の動作条件のうち一部の動作条件で回路動作のシミュレーションを行って、入力ノイズの幅と高さと出力負荷容量値とに対する、出力ノイズの幅と高さの対応表を作成するステップと、前記対応表よりノイズ伝播ライブラリを作成するノイズ伝播ライブラリ作成ステップと、を有する。
この構成により、一部の動作条件のみ回路シミュレーションを実施し、出力負荷容量値と入力ノイズの電圧時間積に対する出力ノイズの電圧時間積の対応表を作成し、この対応表よりすべての動作条件におけるノイズ伝播ライブラリを作成するため、従来技術に比べて少ない回路シミュレーション回数にて精度が同等であるノイズ伝播ライブラリを作成できる。
また、本発明のノイズ伝播ライブラリ作成方法は、前記論理閾値電圧が、論理回路に入力される電圧の変化に対して、出力が応答し始める入力電圧値である。
この構成により、ノイズの高さが論理閾値電圧に到達していないものは回路シミュレーションを実施しなくとも、ノイズが回路に伝播しないことが分かるため、不要な回路シミュレーションをする必要がなく、回路シミュレーション数を削減することができる。
また、本発明のノイズ伝播ライブラリ作成方法は、前記電圧時間積が、入力ノイズと出力ノイズの電圧値の時間変化を時間に対して積分を行った値である。
この構成により、動作条件に記載のすべてのノイズ幅に対して回路シミュレーションを実施するのではなく、ある１つの入力ノイズ幅の電圧時間積と出力ノイズの電圧時間積に着目してノイズ伝播ライブラリを作成するため、回路シミュレーション回数を削減することができる。
また、本発明のノイズ伝播ライブラリ作成方法は、前記ノイズが前記論理回路を伝播するのは、ノイズ波形の高さが前記論理回路の論理閾値電圧を越えた部分のみであり、前記電圧時間積は、前記ノイズ波形が前記論理閾値電圧を越えた部分の電圧時間積である。
この構成により、ある１つのノイズ幅における電圧時間積に着目して、入力ノイズの電圧時間積と出力負荷容量値における出力ノイズの電圧時間積の対応表を回路シミュレーションにて求めておけば、それ以外の動作条件における入力ノイズの伝播特性は、対応表より算出できるため、回路シミュレーション数を削減できる。
また、本発明のノイズ伝播ライブラリ作成方法は、電源電圧、温度、ノイズ幅、出力負荷容量のうちの少なくとも１つである。
この構成により、上記動作条件の内、回路シミュレーションはその中の一部の動作条件のみ、例えば、ある１つのノイズ幅に対してのみ回路シミュレーションを実施すればよく、回路シミュレーション数を削減できる。
また、本発明のノイズ伝播ライブラリ作成装置は、半導体集積回路の論理回路の入力に対する複数通りの動作条件について、それぞれのノイズ伝播特性値を含むノイズ伝播ライブラリを作成する装置であって、前記動作条件に基づいてシミュレーションを行う回路シミュレータと、前記動作条件を前記回路シミュレータに転送し、シミュレーションの実行を指示し、得られたシミュレーション実行結果よりノイズ伝播ライブラリを作成するシミュレータ制御部と、を備え、前記回路シミュレータは、前記複数の動作条件における前記論理回路の閾値電圧を求めるシミュレーションと、前記複数の動作条件のうち一部の動作条件における出力ノイズの幅と高さを算出するシミュレーションと、を実行し、前記シミュレータ制御部は、前記出力ノイズの幅と高さと、前記閾値電圧と、を用いて、出力負荷容量値と入力・出力ノイズ電圧時間積の対応表を作成し、前記対応表からノイズ伝播ライブラリを作成する。
また、本発明のノイズ伝播ライブラリ作成用プログラムは、半導体集積回路の論理回路の入力に対する複数通りの動作条件について、それぞれのノイズ伝播特性値を含むノイズ伝播ライブラリを作成するためにコンピュータを、前記複数の動作条件における前記論理回路の閾値電圧を求める手段、前記複数の動作条件のうち一部の動作条件における出力ノイズの幅と高さを算出する手段、算出された前記出力ノイズの幅と高さと、前記閾値電圧とを用いて、出力負荷容量値と入力・出力ノイズ電圧時間積の対応表を作成する手段、及び、前記対応表からノイズ伝播ライブラリを作成する手段、として機能させるためのものである。
本発明によれば、回路シミュレーション回数を低減し、ノイズ耐性・伝播ライブラリ作成に要する時間を大幅に低減することができる。
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１のノイズ耐性ライブラリ作成装置の構成図を示している。図２は、論理閾値電圧と出力負荷容量と電圧時間積の対応表の説明図である。図３は、回路シミュレーションに使用される条件データの記載例である。図４は、ノイズ耐性ライブラリ作成フローチャートである。図５は、入力ノイズ高さの閾値電圧算出方法の説明図である。
なお、図１は、実施の形態１のノイズ耐性ライブラリ作成装置１０００の概略構成図であるが、ノイズ耐性ライブラリ作成装置は、特に限定されずに、例えばコンピュータに、以下で説明するノイズ耐性ライブラリ作成の機能を実行させるプログラムを組み込んで構成することができる。
（動作原理）
ノイズ耐性ライブラリ作成装置１０００は、次の２点に着目してノイズ耐性ライブラリを作成する。１つはノイズが回路を伝播するのは、ノイズの波形の高さが回路の論理閾値電圧を越えた部分のみであること、もう１つは、回路を伝播したノイズ波形の電圧時間積は、回路に入力されるノイズ波形の電圧時間積に比例することである。
つまり、入力ノイズ波形の電圧時間積が大きければ大きい程、回路を伝播した出力のノイズ波形の電圧時間積は大きい。ここで、論理閾値電圧とは、図２（ｃ）示すように、入力電圧を遷移させた時に、出力電圧が応答し始める入力電圧値１１０１である。また、電圧時間積とは、図２（a）に記載される入力ノイズ波形のうち、論理閾値電圧１１０１を超えた波形の電圧の時間変化を積分したもの、つまり電圧の時間変化における面積１１０２である。
以上の点を踏まえ、まず、ノイズ耐性ライブラリ作成対象回路を表現したサブサーキットデータ２０００４と論理閾値電圧算出用シミュレーション条件データ２０００１を用いて回路シミュレーションを実施し、ノイズ耐性ライブラリ作成対象回路の論理閾値電圧１１０１を算出する。
次に、入力ノイズ幅を１条件に固定した、出力負荷容量値と電圧時間積の対応表作成用シミュレーション条件データ２０００２とノイズ波形を表現した入力ノイズパターン２０００５に基づいて回路シミュレーションを実施し、当該入力ノイズ幅における出力負荷容量値と電圧時間積の対応表を作成する。図２（ｂ）は、出力負荷容量値と電圧時間積の対応表の具体例を示している。
次に、求められた出力負荷容量値と入力ノイズの電圧時間積の対応表１１０４を使用して、ノイズ耐性ライブラリ作成用シミュレーション条件データ２０００３に記載された前記１条件に固定した入力ノイズ幅以外の入力ノイズ幅におけるノイズ高さの閾値電圧を算出する。
ノイズ高さの閾値電圧の算出方法は、ノイズ耐性ライブラリ作成用シミュレーション条件データ中に記述されている出力負荷容量値と、前記１条件に固定した入力ノイズ幅以外の入力ノイズ幅を１つ選択して、前記ノイズ幅においてノイズ高さを何点か変化させた時の電圧時間積の変化図作成し、出力負荷容量値と入力ノイズの電圧時間積の対応表にある前記選択した出力負荷容量値に対応した入力ノイズの電圧時間積に対する入力ノイズ高さを、前記図より算出することにより、前記選択した入力ノイズ幅に対応する入力ノイズの高さを求める。
以上の処理をノイズ耐性ライブラリ作成用シミュレーション条件データ中に記述されている出力負荷容量値と、前記１条件に固定した入力ノイズ幅以外の入力ノイズ幅の全ての組み合わせに対して実行し、各組み合わせに対する入力ノイズの高さを求める。算出された入力ノイズ高さの閾値と、ノイズ耐性ライブラリ作成用シミュレーション条件データ中に記述されている入力ノイズ幅と、出力負荷容量と、によりノイズ耐性ライブラリ２０００６を作成する。作成されたノイズ耐性ライブラリの例は従来技術で説明した図１２の１０００６と同じ形式である。
（装置の構成）
ノイズ耐性ライブラリ作成装置１０００は、より具体的には、例えば、図１に示すように、回路動作をシミュレートする例えばＳＰＩＣＥ（Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍ ｗｉｔｈ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｅｍｐｈａｓｉｓ）等の回路シミュレータ１００２と、回路シミュレータ１００２を制御し、ノイズ耐性ライブラリ２０００６を出力するシミュレータ制御装置１００１と、を備えている。
シミュレータ制御装置１００１は、シミュレーションに用いられるデータを回路シミュレータ１００２に転送し、シミュレーションの実行を指示し、得られたシミュレーション実行結果よりノイズ耐性ライブラリ２０００６を作成する。
回路シミュレータ１００２は、論理閾値電圧算出用条件データ２０００１、出力負荷容量値と電圧時間積の対応表作成用シミュレーションデータ２０００２、ノイズ耐性ライブラリ作成用シミュレーション条件データ２０００３、サブサーキットデータ２０００４および入力ノイズパターンデータ２０００５の入力に基づいてシミュレーションを行い、シミュレーション結果を出力するように構成されている。
（ノイズ耐性ライブラリ作成装置１０００に入力されるデータ）
上記ノイズ耐性ライブラリ作成装置１０００に入力されるデータには、例えば以下のようなものがある。
（１）論理閾値電圧算出用条件データ２０００１
論理閾値電圧算出用条件データ２０００１は、ノイズ耐性ライブラリ作成対象回路の論理閾値電圧を算出するための条件が記載されたデータである。図３（a）に論理閾値電圧算出用条件データ２０００１の例を示す。このデータには、電源電圧と温度、入力電圧遷移範囲が記載されている。
この条件にて、回路シミュレータでＤＣ（ＤＩＲＥＣＴ ＣＵＲＲＥＮＴ）解析を実行し、入力電圧遷移に対して出力が応答し始める論理閾値電圧を算出する。具体的には、論理閾値電圧とは、図２（ｃ）に示すように、図３（ａ）に記載されている入力電圧を論理閾値電圧算出用条件データの入力電圧遷移範囲１２０１に基づいて０Ｖ〜１.２Ｖまで遷移させ、その時に出力電圧が応答し始める入力電圧値１１０１のことである。
（２）出力負荷容量値と電圧時間積の対応表作成用シミュレーション条件データ２０００２
図３（ｂ）に出力負荷容量値と電圧時間積の対応表作成用シミュレーション条件データ２０００２の例を示す。このデータは、ノイズ耐性ライブラリ作成用シミュレーション条件データ２０００３に対して、入力ノイズ幅の条件数を減らしたものである。具体的には、ノイズ耐性ライブラリ作成用シミュレーション条件データ２０００３では、入力ノイズ幅は５０ｐｓ〜２００ｐｓまでの４点が記載されているが、出力負荷容量値と電圧時間積の対応表作成用シミュレーション条件データ２０００２では、入力ノイズ幅は５０ｐｓの１点しか記載されていない。
電源電圧、温度条件および出力負荷容量値は、ノイズ耐性ライブラリ作成用シミュレーション条件データ２０００３と同一の条件とする。ノイズ耐性ライブラリ作成装置は入力ノイズ幅を１条件として回路シミュレーションを実施し、当該ノイズ耐性ライブラリ作成対象回路に対して前記出力負荷容量値と電圧時間積の対応表作成用シミュレーション条件データで指定されている入力ノイズ幅の場合における出力負荷容量値と入力ノイズの電圧時間積の閾値との対応を示した表１１０４を作成する。
なお、図１で説明した出力負荷容量値と電圧時間積の対応表作成用シミュレーション条件データ２０００１を用意しなくとも、ノイズ耐性ライブラリ作成用シミュレーション条件データ２０００３から入力ノイズ幅を1条件のみ取り出して、出力負荷容量と電圧時間積の対応表を作成しても良い。
（３）ノイズ耐性ライブラリ作成用シミュレーション条件データ２０００３
ノイズ耐性ライブラリ作成用シミュレーション条件データ２０００３とは、ノイズ耐性ライブラリ作成に必要なシミュレーション条件をすべて記載したデータである。図３（ｃ）にノイズ耐性ライブラリ作成用シミュレーション条件データ２０００３の例を示す。
このデータには、電源電圧、温度、入力ノイズ幅、出力負荷容量値が記載されている。図３（ｃ）の例では、入力ノイズ幅が５０ｐｓ〜２００ｐｓの４点×出力負荷容量値が１ｆｆ〜４００ｆｆの５点＝２０通りのノイズ高さの閾値を記載したノイズ耐性ライブラリ２０００６が作成される。
（４）サブサーキットデータ２０００４
サブサーキットデータ２０００４は、シミュレーション対象回路をモデル化したものであり、このデータ従来技術で説明したものと同じデータを使用する。ここでは説明を省略する。
（５）入力ノイズパターンデータ２０００５
入力ノイズパターンデータ２０００５は、ノイズ耐性ライブラリを作成する際に、回路に入力するノイズ波形のパターンを記載したものである。このデータは、シミュレーション対象回路をモデル化したものであり、例えば対象回路内のトランジスタサイズ、配線ＲＣ（Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）の情報、およびそれらの接続情報等を回路シミュレータが解釈できるように示したものである。
（ノイズ耐性ライブラリ作成装置１０００の動作）
以下、ノイズ耐性ライブラリ作成装置１０００の動作について図４を用いて説明する。まず、論理閾値電圧算出用条件データ２０００１およびサブサーキットデータ２０００４を入力し、回路シミュレーションによりノイズ耐性ライブラリ作成対象回路の論理閾値電圧を算出する（Ｓ３０１）。
次に、出力負荷容量値と電圧時間積の対応表作成用シミュレーション条件ファイル２０００２とサブサーキットデータ２０００４と入力ノイズパターンデータ２０００５に基づいて、回路シミュレーションにより、前記出力負荷容量値と電圧時間積の対応表作成用シミュレーション条件ファイルで指定された入力ノイズ幅に対する出力負荷容量毎の入力ノイズの高さの閾値（当該入力ノイズによる出力ノイズがノイズの許容閾値電圧を超えない電圧値）を算出する。この結果と前記Ｓ３０１で算出された論理閾値電圧より出力負荷容量値毎の入力ノイズの電圧時間積の閾値の対応表１１０４を作成する（Ｓ３０２）。
前記Ｓ３０２で算出された出力負荷容量値毎の入力ノイズの電圧時間積の閾値の対応表１１０４とノイズ耐性ライブラリ作成用シミュレーション条件データ２０００３に基づいて、ノイズ耐性ライブラリ作成用シミュレーション条件データ２０００３に記載されている各入力ノイズ幅における入力ノイズの高さを算出する（Ｓ３０３）。
具体例には、まず、図５Ａ（ａ）、（ｂ）に示すように、ノイズ幅１００ｐｓ、出力負荷容量値が１ｆｆの時に、何点か入力ノイズ高さ１４０２変えたとき（例えば、論理閾値電圧が０.２Ｖの場合は、０．２Ｖを基準として、０．１Ｖ刻みで、０．３Ｖ、０．４Ｖ、０．５Ｖとしたとき）のノイズの電圧時間積を算出し（図５Ａ（ａ）参照）、入力ノイズ高さに対する入力ノイズ電圧時間積の変化図（図５Ａ（ｂ）参照）を作成する。
図５Ａ（ｂ）は、ノイズ幅が１００ｐｓ、出力負荷容量値が１ｆｆの場合における入力ノイズの電圧時間積値の変化図を示している。次に、図５Ｂ（ｃ）に記載の電圧時間積が、出力負荷容量値と電圧時間積の対応表１１０４に記載されている１ｆｆにおける電圧時間積値１．７であるときのノイズ高さ１４０２を算出する。出力負荷容量値と電圧時間積の対応表１１０４によると出力負荷容量値が１ｆｆの時、入力ノイズの電圧時間積値１４０７が１．７となっている。
図５Ａ（ｂ）より、入力ノイズの電圧時間積１４０７が１．７となる入力ノイズの高さ１４０８を求めると０．３Ｖとなる。尚、上記ノイズ高さを算出する際に、入力ノイズは三角波であると仮定している。この作業をノイズ耐性ライブラリ作成用シミュレーション条件データ２０００３に記載されているすべての、ノイズ幅、出力容量値の組み合わせに対して実施する。
例えば、ノイズ幅１００ｐｓに対して上記作業を実施すると１４０６の表（図５Ｂ（ｄ）参照）を得ることができる。１４０６はノイズ幅１００ｐｓにおける各出力負荷容量に対するノイズ高さの閾値を示している。上記シミュレーションは回路シミュレータ１００２を実行して行うのではなく、シミュレータ制御装置１００１にてノイズ高さの算出を実施する。
そして、Ｓ３０３で得られた出力負荷容量値に対する入力ノイズの高さの閾値対応表１４０６よりノイズ耐性ライブラリ２０００６が作成される（Ｓ３０４）。
このように、上述した本実施の形態１のノイズ耐性ライブラリ作成装置は、回路シミュレータ１００２が、出力負荷容量値と電圧時間積の対応表を作成する場合のみ使用される。
従って、従来の技術では、ノイズ耐性ライブラリ作成用シミュレーション条件データ１０００２と入力ノイズパターンデータ１０００４に基づけば、８０回（８０回＝入力ノイズ幅数４×出力負荷容量値数５×シミュレーションパターン数４）のシミュレーションが必要であったところ、本実施の形態１のノイズ耐性ライブラリ作成装置によれば、出力負荷容量値と電圧時間積の対応表作成用シミュレーション条件データ２０００３と入力ノイズパターンデータ２０００５より、２０回（２０回＝入力ノイズ幅数１×出力負荷容量値数５×シミュレーションパターン数４）のシミュレーションで済む。すなわち、従来の１/４のシミュレーションで従来技術と同等の精度のノイズ耐性ライブラリを作成することが可能となる。
（実施の形態２）
次に、本発明に係る実施の形態２について図面を参照して詳細に説明する。図６は、実施の形態２のノイズ伝播ライブラリ作成装置の構成図である。図７は、出力負荷容量と、入力ノイズの電圧時間積と、出力ノイズの電圧時間積との対応表の記載例である。図８は、回路シミュレーションに使用される条件データの記載例である。図９は、ノイズ伝播ライブラリ作成フローチャートである。図１０は、出力ノイズ高さと幅の算出方法の説明図である。
なお、図６は、実施の形態２のノイズ伝播ライブラリ作成装置１５００の概略構成図であるが、ノイズ伝播ライブラリ作成装置は、特に限定されずに、例えばコンピュータに、以下で説明するノイズ伝播ライブラリ作成機能を実行させるプログラムを組み込んで構成することができる。
（動作原理）
ノイズ伝播ライブラリ作成装置１５００は、次の３点に着目してノイズ伝播ライブラリを作成する。１つはノイズが回路を伝播するのは、ノイズの波形の高さが回路の論理閾値電圧を超えた部分のみであること、２つ目は回路を伝播したノイズ波形の出力電圧時間積は、回路に入力されるノイズ波形の入力電圧時間積に比例すること、３つ目は、伝播したノイズ波形の幅は、１つ目の理由により、入力ノイズの論理閾値電圧をまたいだ波形の幅と同じ幅になることである。
ここで、論理閾値電圧とは実施の形態１の説明において、図２を用いて説明したように、入力電圧の遷移に対して、出力が応答し始めた時の入力電圧値１１０１のことである。入力電圧時間積は、図７（ａ）の１６０１に示すように、入力ノイズ波形の論理閾値電圧をまたいだ電圧値の時間変化を積分したものであり、出力電圧時間積とは図７（ａ）の１６０３に示すように出力ノイズ波形の電圧値の時間変化を積分したものである。
次に、ノイズ伝播ライブラリ作成装置の動作概要を説明する。まず、ノイズ伝播ライブラリ作成装置は、ノイズ伝播ライブラリ作成対象回路に対して、入力電圧遷移情報を与えて回路シミュレーションを実施し、論理閾値電圧を算出する。
次に、前記ノイズ伝播ライブラリ作成対象回路に対して、任意の１条件の入力ノイズ幅と、複数の入力ノイズ高さと、複数の出力負荷容量値条件を与えて回路シミュレーションを実施し、当該入力ノイズ幅における、出力負荷容量値に対する入力・出力ノイズ電圧時間積の対応表を求める。
ここで、出力負荷容量値と入力・出力ノイズ電圧時間積の対応表とは具体的には、図７（ｂ）のような対応表のことである。求められた出力負荷容量値と入力・出力ノイズ電圧時間積の対応表１６０６より、ノイズ伝播ライブラリ作成用シミュレーション条件データ３０００３に記載されている入力ノイズ幅と高さに対する出力ノイズの幅と高さを算出する。
算出方法としては、任意の１条件の出力負荷容量値と入力ノイズ幅と高さにおける入力ノイズの電圧時間積を求め、出力負荷容量値と入力・出力ノイズ電圧時間積の対応表１６０６より、選択した前記任意の１条件の出力負荷容量値における前記算出した入力ノイズの電圧時間値に対して、前記対応表を用いて線形補間を実施し、出力ノイズの電圧時間積を算出する。
ここで、出力ノイズの幅については、入力ノイズが論理閾値電圧をまたいだ時間と同じものとし、出力ノイズの電圧時間積と出力ノイズ幅より出力ノイズ高さを算出する。この算出された出力ノイズ幅と高さよりノイズ伝播ライブラリ３０００６を作成する。
（装置の構成）
ノイズ伝播ライブラリ作成装置１５００は、より具体的には、例えば、図６に示すように、回路動作をシミュレートする例えばＳＰＩＣＥ （Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍ ｗｉｔｈ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｅｍｐｈａｓｉｓ）等の回路シミュレータ１５０２と、回路シミュレータ１５０２を制御し、ノイズ耐性ライブラリ３０００６を出力するシミュレータ制御装置１５０１と、を備えている。
シミュレータ制御装置１５０１は、シミュレーションに用いられるデータを回路シミュレータ１５０２に転送し、シミュレーションの実行を指示し、得られたシミュレーション実行結果よりノイズ伝播ライブラリ３０００６を作成する。
回路シミュレータ１５０２は、論理閾値電圧算出用条件データ３０００１、出力負荷容量値と入力・出力ノイズ電圧時間積対応表作成用シミュレーションデータ３０００２、ノイズ伝播ライブラリ作成用シミュレーション条件データ３０００３、サブサーキットデータ３０００４および入力ノイズパターンデータ３０００５の入力に基づいてシミュレーションを行い、シミュレーション結果を出力するようになっている。
（ノイズ伝播ライブラリ作成装置１５００に入力されるデータ）
上記ノイズ伝播ライブラリ作成装置１５００に入力されるデータには、例えば以下のようなものがある。
（１）論理閾値電圧算出用条件データ３０００１
論理閾値電圧算出用条件データ３０００１は、図１３（a）のノイズ伝播ライブラリ作成対象回路３０１における論理閾値電圧を算出するための条件が記載されたデータである。図８（a）に論理閾値電圧算出用条件データ３０００１の例を示す。
このデータには、電源電圧と温度、入力電圧遷移範囲が記載されている。この条件にて回路シミュレータでＤＣ（ＤＩＲＥＣＴ ＣＵＲＲＥＮＴ）解析を実行し、入力電圧遷移に対して出力が応答し始める論理閾値電圧を算出する。論理閾値電圧の定義については、すでに実施の形態１にてすでに述べているのでここでは省略する。
（２）出力負荷容量値と入力・出力ノイズ電圧時間積の対応表作成用シミュレーション条件データ３０００２
図８（ｂ）に出力負荷容量値と入力と出力の電圧時間積の対応表作成用シミュレーション条件データ３０００２の例を示す。このデータには、ノイズ伝播ライブラリ作成用シミュレーション条件データ３０００３に対して、入力ノイズ幅の条件数を減らし、１条件とした条件データが記載されている。
具体的には、例えば、ノイズ伝播ライブラリ作成用シミュレーション条件データ３０００３では、入力ノイズ幅は５０ｐｓ〜２００ｐｓまでの４点記載されているが、出力負荷容量と入力・出力電圧時間積の対応表作成用シミュレーション条件データ３０００２では、入力ノイズ幅は５０ｐｓの１点しかない。電源電圧、温度条件、ノイズ高さ、出力負荷容量値は、ノイズ伝播ライブラリ作成用シミュレーション条件データ３０００３と同一の条件とする。
当該ノイズ伝播ライブラリ作成装置は、出力負荷容量値と入力と出力の電圧時間積の対応表作成用シミュレーション条件データを用いて、回路シミュレーションを実行し、指定された入力ノイズ幅における出力負荷容量と入力・出力電圧時間積の対応テーブルを作成する。
なお、図８で説明した出力負荷容量値と入力・出力ノイズ電圧時間積の対応表作成用シミュレーション条件データ３０００２を用意しなくとも、ノイズ伝播ライブラリ作成用シミュレーション条件データ３０００３から入力ノイズ幅を1条件のみ取り出して、出力負荷容量と入力・出力ノイズ電圧時間積の対応表を作成しても良い。
（３）ノイズ伝播ライブラリ作成用シミュレーション条件データ３０００３
ノイズ伝播ライブラリ作成用シミュレーション条件データ３０００３とは、ノイズ伝播ライブラリ作成に必要なシミュレーション条件をすべて記載したデータである。図８（ｃ）にノイズ伝播ライブラリ作成用シミュレーション条件データ３０００３の例を示す。
このデータには、電源電圧、温度、入力ノイズ幅、入力ノイズ高さ、出力負荷容量値が記載されている。図８の例では、入力ノイズ幅が５０ｐｓ〜２００ｐｓの４点×入力ノイズ高さが０．２Ｖ〜１．２Ｖの４点×出力負荷容量値が１ｆｆ〜４００ｆｆの５点＝８０通りの出力ノイズ幅とノイズ高さを記載したノイズ伝播ライブラリ３０００６が作成される。
（４）サブサーキットデータ３０００４
サブサーキットデータ３０００４は、シミュレーション対象回路をモデル化したものである。従来技術ですでに説明しているため、以下説明を省略する。
（５）入力ノイズパターンデータ３０００５
入力ノイズパターンデータ３０００５は、ノイズ耐性ライブラリを作成する際に、回路に入力するノイズ波形のパターンを記載したものである。このデータは、シミュレーション対象回路をモデル化したものであり、例えば、対象回路内のトランジスタサイズ、配線ＲＣ（Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）の情報、およびそれらの接続情報等を回路シミュレータが解釈できるように示したものである。
（ノイズ伝播ライブラリ作成装置１５００の動作）
以下、ノイズ伝播ライブラリ作成装置１５００の動作について図９を用いて説明する。
まず、論理閾値電圧算出用条件データ３０００１およびサブサーキットデータ３０００４に基づいて、回路シミュレーションにより、ノイズ伝播ライブラリ作成対象回路の論理閾値電圧を算出する（Ｓ４０１）。
出力負荷容量値と入力・出力電圧時間積の対応表作成用シミュレーション条件データ３０００２とサブサーキットデータ３０００４と入力ノイズパターンデータ３０００５に基づいて、回路シミュレーションにより、指定された入力ノイズ幅におけるノイズ高さと出力負荷容量値の組み合わせ毎に、出力ノイズの幅と高さを算出する。この結果とＳ４０１で算出された論理閾値電圧より、図７（ｂ）に示されている出力負荷容量値と入力・出力ノイズ電圧時間積の対応表１６０６を作成する（Ｓ４０２）。
ノイズ伝播ライブラリ作成条件データ３０００３の条件データについて、図１０Ａ（ａ）、（ｂ）に記載するように、あるノイズ幅と高さの組み合わせ、例えば、入力ノイズ幅１９０２は１００ｐｓ、高さ１９０３を０．２Ｖ、出力負荷容量値１６０５が１ｆｆに対して、その時の入力ノイズ電圧時間積１６０１を算出し、この入力ノイズ電圧時間積と、出力負荷容量値と入力・出力ノイズの電圧時間積の対応表により、出力ノイズ波形の電圧時間積１６０３を算出する（Ｓ４０３）。
具体的には、前記入力ノイズ幅が１００ｐｓ、入力ノイズ高さが０．２Ｖの時には入力ノイズ電圧時間積が０．５５となり、その時の出力ノイズ電圧時間積１６０３を図１０Ｂ（ｃ）に示したグラフから線形補間により算出すると０．４５となる。そこで、図１０Ｂ（ｄ）に示すように、出力ノイズ幅１６０４が、入力ノイズが論理閾値電圧をまたいだ時間１９０１と同じになるため、例えば、出力ノイズ幅１６０４を１０ｐｓとすると、ノイズ高さは、（０．４５×２）/１０＝０．０９Ｖとなる。
尚、上記算出の際に、入力、出力ノイズ波は共に三角波であると仮定している。算出結果から図１０Ｂ（e）に記載しているような出力負荷容量と入力ノイズ幅と高さにおける出力ノイズ高さの対応表１９０５を作成する。これをノイズ伝播ライブラリ作成条件シミュレーションデータで記述された全ての出力負荷容量値と入力ノイズ幅と入力ノイズ高さの組み合わせに対して実行することによりノイズ伝播ライブラリ３０００６が作成される。
Ｓ４０３で得られた出力負荷容量と入力ノイズ幅と高さにおける出力ノイズ高さの対応表よりノイズ伝播ライブラリ３０００６が作成される（Ｓ４０４）。
このように、上述した本実施の形態２のノイズ伝播ライブラリ作成装置１５００は、回路シミュレータ１５０２が、出力負荷容量値と入力・出力電圧時間積の対応表を作成する場合のみ使用される。
従って、従来の技術では、ノイズ伝播ライブラリ作成用シミュレーション条件データ１０００１と入力ノイズパターンデータ１０００４に基づけば、３２０回（３２０回＝入力ノイズ幅数４×入力ノイズ高さ４×出力負荷容量値数５×シミュレーションパターン数４）のシミュレーションが必要であったところ、本実施の形態２のノイズ伝播ライブラリ作成装置によれば、出力負荷容量値と入力・出力電圧時間積の対応表作成用シミュレーション条件データ３０００２と入力ノイズパターンデータ３０００５より、８０回（８０回＝入力ノイズ幅数１×入力ノイズ高さ数４×出力負荷容量値数５×シミュレーションパターン数４）のシミュレーションで済む。即ち、従来の１/４のシミュレーションで従来技術と同等の精度のノイズ耐性ライブラリを作成することが可能となる。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本発明に係るノイズライブラリの作成方法、シミュレータ制御装置、およびノイズライブラリの作成プログラムは、回路シミュレーション回数を低減し、ノイズライブラリ作成に要する時間を大幅に低減するという効果を有し、例えば、半導体集積回路の設計で用いられるＥＤＡ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）ツール等により参照される、ノイズライブラリの作成方法、作成プログラム、および作成装置等として有用である。
本実施の形態１のノイズ耐性ライブラリ作成装置の概略構成図 本実施の形態１のノイズ耐性ライブラリの説明図、（ａ）論理閾値電圧を基準とした入力ノイズの電圧時間積の説明図、（ｂ）出力負荷容量値と入力ノイズの電圧時間積の対応表、（ｃ）論理閾値電圧の説明図 本実施の形態１の回路シミュレーション時に入力する条件データ、（ａ）論理閾値電圧算出用シミュレーション条件データ、（ｂ）出力負荷容量値と電圧時間積の対応表作成用シミュレーション条件データ、（ｃ）ノイズ耐性ライブラリ作成用シミュレーション条件データ、を示す図 本実施の形態１のノイズ耐性ライブラリ作成方法のフローチャート ノイズ高さの閾値算出方法を説明する図 ノイズ高さの閾値算出方法を説明する図 本実施の形態２のノイズ伝播ライブラリ作成装置の概略構成図 本実施の形態２のノイズ伝播ライブラリの説明図、（ａ）論理閾値電圧を基準とした入力・出力ノイズの電圧時間積の説明図、（ｂ）出力負荷容量値と入力・出力ノイズの電圧時間積の対応表 本実施の形態２の回路シミュレーション時に入力する条件データ、（ａ）論理閾値電圧算出用シミュレーション条件データ、（ｂ）出力負荷容量値と入力ノイズの電圧時間積に対する出力ノイズの電圧時間積の対応表作成用シミュレーション条件ファイル、を示す図 本実施の形態２におけるノイズ伝播ライブラリ作成方法フローチャート ノイズ伝播ライブラリの説明図、（ａ）回路を伝播するノイズの幅の大きさについての説明図、（ｂ）出力負荷容量値と入力・出力ノイズの電圧時間積の対応表 ノイズ伝播ライブラリの説明図、（ｃ）出力負荷容量値１ｆｆにおける入力ノイズ電圧時間積に対する出力ノイズ電圧時間積の変化図、（ｄ）出力ノイズ高さの算出方法、（ｅ）出力負荷容量値と入力ノイズ幅・高さにおける出力ノイズ高さの対応表 ノイズの説明図 ノイズ耐性ライブラリの説明図、（ａ）ノイズ耐性ライブラリ作成対象回路、（ｂ）ノイズ耐性ライブラリ、（ｃ）ノイズ耐性ライブラリに記載する各パラメータの説明図 ノイズ伝播ライブライの説明図、（ａ）ノイズ伝播ライブラリ作成対象回路、（ｂ）ノイズ伝播ライブラリ、（ｃ）ノイズ伝播ライブラリに記載する各パラメータの説明図 ノイズ耐性・伝播ライブラリ作成装置 入力ノイズパターンデータを示す図 従来のノイズ耐性ライブラリ作成方法、（ａ）ノイズ耐性ライブラリ作成条件データ、（ｂ）ノイズ高さの閾値を記載したデータ、（ｃ）ノイズ高さの閾値電圧算出方法を説明する図 従来のノイズ耐性ライブラリ作成方法のフローチャート 従来のノイズ伝播ライブラリ作成方法、（ａ）ノイズ伝播ライブラリ作成条件データ、（ｂ）入力ノイズ幅と高さに対する出力ノイズ幅と高さのデータ、（ｃ）入力ノイズ幅と高さに対する出力ノイズ幅と高さを算出する方法を説明する図 従来のノイズ伝播ライブラリ作成方法フローチャート
符号の説明
１０１ アグレッサとなるバッファセル
１０２ バッファセル
１０３ ビクティムとなるバッファセル
１０４ ノイズ波形を伝播するバッファセル
１０５ フリップフロップ
１０６ クロック信号線
１０７ アグレッサセルより出力された電圧波形
１０８ ビクティムセルより出力されたノイズ波形
１０９ クロックの電圧変化
１１０ フリップフロックに入力されるノイズ波形
２０１ ノイズ耐性ライブラリ作成対象回路
２０２ 出力負荷容量
２０３ 入力ノイズの幅
２０４ 入力ノイズの高さ
２０５ ノイズ許容閾値電圧
３０１ ノイズ伝播ライブラリ作成対象回路
３０２ 出力負荷容量
３０３ 入力ノイズの幅
３０４ 入力ノイズの高さ
３０５ 出力ノイズの幅
３０６ 出力ノイズの高さ
４００ ノイズ耐性・伝播ライブラリ作成装置
４０１ シミュレータ制御装置
４０２ 回路シミュレータ
６０１ 入力ノイズ幅例（０．５ｎｓ）
６０３ ノイズ許容値電圧
６０４ 入力ノイズ高さ
６０５ 入力ノイズ高さの閾値を記載したデータ
８０１ 入力ノイズ幅
８０２ 入力ノイズ高さ
８０３ 出力ノイズ幅
８０４ 出力ノイズ高さ
８０５ 入力ノイズ幅と高さに対する出力ノイズ幅と高さを記載したデータ
１０００ 実施形態１におけるノイズ耐性ライブラリ作成装置
１００１ シミュレータ制御回路
１００２ 回路シミュレータ
１１０１ 論理閾値電圧
１１０２ 入力ノイズの電圧時間積
１１０３ 出力負荷容量値
１１０４ 出力負荷容量値と入力ノイズの電圧時間積の対応表
１２０１ 論理閾値電圧算出のための電圧遷移範囲
１４０２ 入力ノイズの高さ
１４０４ 入力ノイズ幅例（１００ｐｓ）
１４０５ 入力ノイズの高さ
１４０６ 出力負荷容量値に対する入力ノイズ高さの閾値の対応表
１５００ 実施形態２におけるノイズ伝播ライブラリ作成装置
１５０１ シミュレータ制御回路
１５０２ 回路シミュレータ
１６０１ 入力ノイズの電圧時間積
１６０２ 入力ノイズ幅
１６０３ 出力ノイズの電圧時間積
１６０４ 出力ノイズ幅
１６０５ 出力負荷容量値
１６０６ 出力負荷容量値と入力・出力電圧時間積の対応表
１９０１ 論理閾値をまたいだ入力ノイズ波形の幅
１９０２ 入力ノイズ幅例（１００ｐｓ）
１９０３ 入力ノイズ高さ例（０．２Ｖ）
１９０４ 出力ノイズの高さ
１９０５ 出力負荷容量値と入力ノイズ幅・高さにおける出力ノイズの高さの対応表

Claims (14)

  1. 半導体集積回路の論理回路の入力に対する複数通りの動作条件について、それぞれのノイズ耐性特性値を含むノイズ耐性ライブラリを作成方法であって、
    前記論理回路の閾値電圧を求める論理閾値電圧算出ステップと、
    前記複数の動作条件のうち一部の動作条件で回路シミュレーションを行って、前記論理回路の出力負荷容量値に対するノイズの電圧時間積の対応表を作成するステップと、
    前記ノイズの電圧時間積の対応表よりノイズ耐性ライブラリを作成するノイズライブラリ作成ステップと、を有するノイズ耐性ライブラリ作成方法。
  2. 請求項１のノイズ耐性ライブラリ作成方法であって、前記論理閾値電圧は、論理回路に入力される電圧の変化に対して、出力が応答し始める入力電圧値であることを特徴とするノイズ耐性ライブラリ作成方法。
  3. 請求項１のノイズ耐性ライブラリ作成方法であって、前記電圧時間積は、ノイズの電圧値の時間変化を時間に対して積分を行った値であるということを特徴とするノイズ耐性ライブラリ作成方法。
  4. 請求項１のノイズ耐性ライブラリ作成方法であって、前記ノイズが前記論理回路を伝播するのは、ノイズ波形の高さが前記論理回路の論理閾値電圧を越えた部分のみであり、
    前記電圧時間積は、前記ノイズ波形が前記論理閾値電圧を超えた部分の電圧時間積であることを特徴とするノイズ耐性ライブラリ作成方法。
  5. 請求項１のノイズ耐性ライブラリ作成方法あって、前記動作条件は、電源電圧、温度、ノイズ幅、出力負荷容量のうちの少なくとも１つであることを特徴とするノイズ耐性ライブラリ作成方法。
  6. 半導体集積回路の論理回路の入力に対する複数通りの動作条件について、それぞれのノイズ耐性特性値を含むノイズ耐性ライブラリを作成する装置であって、
    前記動作条件に基づいてシミュレーションを行う回路シミュレータと、
    前記動作条件を前記回路シミュレータに転送し、シミュレーションの実行を指示し、得られたシミュレーション実行結果よりノイズ耐性ライブラリを作成するシミュレータ制御部と、を備え、
    前記回路シミュレータは、前記複数の動作条件における前記論理回路の閾値電圧を求めるシミュレーションと、前記複数の動作条件のうち一部の動作条件で、前記論理回路の出力負荷容量毎に入力ノイズの高さの閾値を求めるシミュレーションと、を実行し、
    前記シミュレータ制御部は、前記閾値電圧と前記入力ノイズの高さの閾値とを用いて、前記出力負荷容量値毎の入力ノイズの電圧時間積の閾値の対応表を作成し、前記対応表からノイズ耐性ライブラリを作成するノイズ耐性ライブラリ作成装置。
  7. 半導体集積回路の論理回路の入力に対する複数通りの動作条件について、それぞれのノイズ耐性特性値を含むノイズ耐性ライブラリを作成するためにコンピュータを、
    前記複数の動作条件における前記論理回路の閾値電圧を求める手段、
    前記複数の動作条件のうち一部の動作条件で、前記論理回路の出力負荷容量毎に入力ノイズの高さの閾値を求める手段、
    前記閾値電圧と前記入力ノイズの高さの閾値を用いて、前記出力負荷容量値毎の入力ノイズの電圧時間積の閾値の対応表を作成する手段、及び、
    前記対応表からノイズ耐性ライブラリを作成する手段、として機能させるためのノイズ耐性ライブラリ作成用プログラム。
  8. 半導体集積回路の論理回路の入出力に対する複数通りの動作条件について、それぞれのノイズ伝播特性値を含むノイズ伝播ライブラリを作成する方法であって、
    前記論理回路の論理閾値値電圧を求める論理閾値電圧算出ステップと、
    前記複数の動作条件のうち一部の動作条件で回路動作のシミュレーションを行って、入力ノイズの幅と高さと出力負荷容量値とに対する、出力ノイズの幅と高さの対応表を作成するステップと、
    前記対応表よりノイズ伝播ライブラリを作成するノイズ伝播ライブラリ作成ステップと、を有することを特徴とするノイズ伝播ライブラリ作成方法。
  9. 請求項８のノイズ伝播ライブラリ作成方法であって、前記論理閾値電圧は、論理回路に入力される電圧の変化に対して、出力が応答し始める入力電圧値であることを特徴とするノイズ伝播ライブラリ作成方法。
  10. 請求項８のノイズ伝播ライブラリ作成方法であって、前記電圧時間積は、入力ノイズと出力ノイズの電圧値の時間変化を時間に対して積分を行った値であるということを特徴とするノイズ伝播ライブラリ作成方法。
  11. 請求項８のノイズ伝播ライブラリ作成方法であって、前記ノイズが前記論理回路を伝播するのは、ノイズ波形の高さが前記論理回路の論理閾値電圧を越えた部分のみであり、前記電圧時間積は、前記ノイズ波形が前記論理閾値電圧を越えた部分の電圧時間積であることを特徴とするノイズ耐性ライブラリ作成方法。
  12. 請求項８のノイズ伝播ライブラリ作成方法あって、請求項６記載の動作条件は、電源電圧、温度、ノイズ幅、出力負荷容量のうちの少なくとも１つであることを特徴とするノイズ伝播ライブラリ作成方法。
  13. 半導体集積回路の論理回路の入力に対する複数通りの動作条件について、それぞれのノイズ伝播特性値を含むノイズ伝播ライブラリを作成する装置であって、
    前記動作条件に基づいてシミュレーションを行う回路シミュレータと、
    前記動作条件を前記回路シミュレータに転送し、シミュレーションの実行を指示し、得られたシミュレーション実行結果よりノイズ伝播ライブラリを作成するシミュレータ制御部と、を備え、
    前記回路シミュレータは、前記複数の動作条件における前記論理回路の閾値電圧を求めるシミュレーションと、前記複数の動作条件のうち一部の動作条件における出力ノイズの幅と高さを算出するシミュレーションと、を実行し、
    前記シミュレータ制御部は、前記出力ノイズの幅と高さと、前記閾値電圧と、を用いて、出力負荷容量値と入力・出力ノイズ電圧時間積の対応表を作成し、前記対応表からノイズ伝播ライブラリを作成するノイズ伝播ライブラリ作成装置。
  14. 半導体集積回路の論理回路の入力に対する複数通りの動作条件について、それぞれのノイズ伝播特性値を含むノイズ伝播ライブラリを作成するためにコンピュータを、
    前記複数の動作条件における前記論理回路の閾値電圧を求める手段、
    前記複数の動作条件のうち一部の動作条件における出力ノイズの幅と高さを算出する手段、
    算出された前記出力ノイズの幅と高さと、前記閾値電圧とを用いて、出力負荷容量値と入力・出力ノイズ電圧時間積の対応表を作成する手段、及び、
    前記対応表からノイズ伝播ライブラリを作成する手段、として機能させるためのノイズ伝播ライブラリ作成用プログラム。
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WO2010050188A1 (ja) * 2008-10-27 2010-05-06 日本電気株式会社 半導体集積回路の動作解析方法、動作解析装置、動作解析プログラム及び動作解析システム
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